Stress- und Schmerzbelastung des Schweines bei … · Ablauf der Cortisoluntersuchungen.....32 7....

Inaugural-Dissertation zur Erlangung der Doktorwürde

der Tierärztlichen Fakultät

der Ludwig-Maximilians-Universität München

Stress- und Schmerzbelastung des Schweines bei Entnahme eines

Tracheobronchialabstriches im Vergleich zum Nasentupfer und der

Fixierung in der Oberkieferschlinge

von

Christine Weiß

aus

Altötting

München 2015

Aus dem Zentrum für Klinische Tiermedizin

der Tierärztlichen Fakultät


Lehrstuhl für Krankheiten des Schweines

Arbeit angefertigt unter der Leitung von: Univ.-Prof. Dr. Mathias Ritzmann

Mitbetreuung durch: Dr. Nicole Übel und Dr. Susanne Zöls

Gedruckt mit der Genehmigung der Tierärztlichen Fakultät


Dekan: Univ.-Prof. Dr. Braun

Berichterstatter: Univ.-Prof. Dr. Mathias Ritzmann

Korreferent: Univ.-Prof. Dr. Dr. Michael Erhard

Tag der Promotion: 31. Januar 2015

Meiner Familie, meinen Freunden und den Tieren

Inhaltsverzeichnis 7

INHALTSVERZEICHNIS

I. EINLEITUNG .......................................................................................... 11

II. LITERATURÜBERSICHT .................................................................... 13

1. Diagnostische Mittel ................................................................................. 13

1.1. Gesetzliche Grundlagen ............................................................................. 13

1.2. Diagnostik von Atemwegserkrankungen beim Schwein ........................... 13

1.2.1. Bronchoalveoläre Lavage .......................................................................... 14

1.2.2. Tracheobronchialabstrich ........................................................................... 15

1.2.3. Nasentupfer ................................................................................................ 16

2. Stress und Wohlbefinden ........................................................................ 17

3. Schmerz ..................................................................................................... 18

3.1. Schmerzentstehung, Weiterleitung und Wahrnehmung............................. 19

3.2. Innervation der untersuchten Regionen ..................................................... 20

4. Untersuchte Parameter ............................................................................ 22

4.1. Cortisol ....................................................................................................... 23

4.1.1. Wirkung im Organismus ............................................................................ 23

4.1.2. Transport und Ausscheidung ..................................................................... 24

4.1.3. Speichelcortisol .......................................................................................... 25

4.1.4. Regulation .................................................................................................. 25

4.1.5. Circadiane Rhythmik ................................................................................. 26

4.2. Katecholamine ........................................................................................... 27

4.2.1. Wirkung im Organismus ............................................................................ 28

4.2.2. Bedeutung im Stressgeschehen .................................................................. 28

4.2.3. Regulation .................................................................................................. 29

III. MATERIAL UND METHODEN ........................................................... 31

1. Ziel der Untersuchung ............................................................................. 31

2. Genehmigung des Tierversuchsvorhabens ............................................ 31

3. Studientiere und Haltung ........................................................................ 31

4. Auswahl der Studientiere ........................................................................ 31

8 Inhaltsverzeichnis

5. Gruppeneinteilung ................................................................................... 32

6. Ablauf der Cortisoluntersuchungen ....................................................... 32

7. Ablauf der Katecholaminuntersuchungen ............................................ 34

8. Eingriffe .................................................................................................... 36

8.1. Durchführung eines Tracheobronchialabstriches ....................................... 36

8.2. Fixierung in der Oberkieferschlinge .......................................................... 37

8.3. Entnahme einer Nasentupferprobe ............................................................. 37

9. Statistische Auswertung .......................................................................... 38

IV. ERGEBNISSE .......................................................................................... 40

1. Cortisol ...................................................................................................... 40

1.1. Serumcortisol ............................................................................................. 40

1.2. Speichelcortisol .......................................................................................... 44

2. Katecholamine .......................................................................................... 47

2.1. Noradrenalin............................................................................................... 47

2.2. Adrenalin .................................................................................................... 50

V. DISKUSSION ........................................................................................... 53

1. Cortisol ...................................................................................................... 54

1.1. Kontrollgruppe ........................................................................................... 55


1.3. Nasentupferentnahme ................................................................................. 57

1.4. Tracheobronchialabstrichentnahme ........................................................... 58

1.5. Speichelcortisol .......................................................................................... 60

1.6. AUC ........................................................................................................... 61

2. Katecholamine .......................................................................................... 62

2.1. Kontrollgruppe ........................................................................................... 62


2.3. Nasentupfer- und Tracheobronchialabstrichentnahme .............................. 63

VI. SCHLUSSFOLGERUNG ........................................................................ 67

VII. ZUSAMMENFASSUNG ......................................................................... 69

Inhaltsverzeichnis 9

VIII. SUMMARY .............................................................................................. 71

IX. LITERATURVERZEICHNIS ................................................................ 73

X. ABBILDUNGSVERZEICHNIS ............................................................. 89

XI. TABELLENVERZEICHNIS .................................................................. 90

XII. DANKSAGUNG ....................................................................................... 92

10 Abkürzungsverzeichnis

ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS

ACTH Adrenocorticotropes Hormon

Abb. Abbildung

App. Actinobacillus

pleuropneumoniae

AUC area-under-the-curve

ca. circa

CBG Cortisol-bindendes Globulin

cm Zentimeter

CRH Corticotropin-Releasing-

Hormon

h Stunde(n)

HHN Hypothalamus-Hypophysen-

Nebennieren

HWZ Halbwertszeit

l Liter

MESOR midline estimating statistic

of rhythm

M. hyo M. hyopneumoniae

min Minute(n)

ml Milliliter

nmol Nanomol

NNM Nebennierenmark

NNR Nebennierenrinde

pCBG porcines Corticosteroid-

bindendes Globulin

PCR Polymerase-Kettenreaktion

PCV2 porcines Circovirus Typ 2

pg Pikogramm

PGE2 Prostaglandin E2

RL Richtlinie

PRRSV Porcine reproductive and

respiratory syndrome virus

SD Standardabweichung

(standard deviation)

sec Sekunde(n)

SIV Influenza-A-Virus

SEM Standardfehler (standard

error of the mean)

TÄBEO Berufsordnung für die

Tierärzte

TIERSCHG Tierschutzgesetz

U/min Umdrehungen pro Minute

I. Einleitung 11

I. EINLEITUNG

Atemwegsinfektionen sind weltweit in Schweinebeständen verbreitet, führen auf

Grund von Gewebeschädigungen zu Schmerzen bei den betroffenen Tieren und

verursachen hohe wirtschaftliche Verluste (HENKE und ERHARDT, 2001; VAN

ALSTINE, 2012). Die Verbesserung des Tierwohls sowie die Reduzierung von

Antibiotika in der Nutztierhaltung liegen derzeit im Fokus des tierärztlichen und

gesellschaftlichen Interesses. Ein besonderes Augenmerk gilt daher der

Krankheitsprophylaxe durch Impfungen. Dafür bedarf es einer ätiologischen

Diagnose, die es ermöglicht Atemwegsinfektionen gezielt vorzubeugen (GROSSE

BEILAGE et al., 2013). Als Diagnostikmethode bei Atemwegserkrankungen des

Schweines wird in Deutschland seit circa zehn Jahren die Bronchoalveoläre

Lavage (BAL) durchgeführt. Zur Vorbereitung auf die BAL müssen die Schweine

narkotisiert werden (FLASSHOFF, 1996), um eine sichere Fixierung zu

gewährleisten und um dem Schwein die Erstickungsangst zu ersparen, die durch

Einbringen von Flüssigkeit in die Lunge hervorgerufen wird (PAUSENBERGER

et al., 2012). Allerdings birgt die Narkose von Tieren, die unter

Atemwegserkrankungen leiden, ein erhöhtes Narkoserisiko (LENDL und

HENKE, 2011). Des Weiteren müssen die Tiere bis zur Wiedererlangung des

Bewusstseins separat aufgestallt werden. Das Narkoserisiko und der höhere Zeit-

und Kostenaufwand begrenzen folglich die Anzahl der beprobten Tiere

(PAUSENBERGER et al., 2012). Von FABLET et al. (2010) wurde erstmalig ein

Tracheobronchialabstrich, der ohne Narkose durchgeführt wird, zur Gewinnung

von Sekret aus den tiefen Atemwegen beschrieben. Da es keiner Narkose bedarf,

bietet sich diese Methode dafür an eine größere Anzahl von Proben zu sammeln

(PAUSENBERGER et al., 2012). Laut PAUSENBERGER et al. (2012) sind

Tracheobronchialabstrichproben ebenso geeignet wie das Material der BAL um

eine Aussage über die Besiedlung der Lunge mit pathogenen Erregern hinsichtlich

Kolonisationszeitpunkten und -prävalenzen zu ermöglichen. Darüber hinaus sind

Nasentupferproben zum Nachweis von Erregern der oberen Atemwege etabliert

(GROSSE BEILAGE et al., 2013).

In der Verantwortung als Tierarzt und der zunehmenden Bedeutung des

Tierschutzgedankens in der Gesellschaft ist es notwendig Eingriffe am Tier neben

ihrer diagnostischen Eignung auch auf Tiergerechtheit zu überprüfen.

12 I. Einleitung

Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung der Stress- und Schmerzbelastung von

Schweinen auf Grundlage der Arbeitshypothese, dass ein

Tracheobronchialabstrich, der ohne Narkose durchgeführt wird, mit einer

größeren Belastung für die Schweine einhergeht als die Entnahme eines

Nasentupfers oder die Fixierung in der Oberkieferschlinge. Als Parameter dienten

Cortisolkonzentrationen aus Serum und Speichel sowie aus dem Blutplasma

ermittelte Noradrenalin- und Adrenalinkonzentrationen.

II. Literaturübersicht 13

II. LITERATURÜBERSICHT

1. Diagnostische Mittel

1.1. Gesetzliche Grundlagen

Die Notwendigkeit und die Anforderungen an eine tierärztliche Diagnose werden

zum einen in der Berufsordnung der Bayerischen Landestierärztekammer und zum

anderen im deutschen Tierschutzgesetz geregelt (TÄBEO, 2011; TIERSCHG,

2013). Die Aufgaben des Tierarztes erstrecken sich über die Bewahrung der

Gesundheit der Tierbestände bis zur Gesunderhaltung des Menschen (TÄBEO,

2011). In § 1(1) steht „Der Tierarzt/die Tierärztin (im folgenden "Tierarzt"

genannt) ist berufen, Leiden und Krankheiten der Tiere zu verhüten, zu lindern

und zu heilen, zur Erhaltung und Entwicklung eines leistungsfähigen

Tierbestandes beizutragen […]“ (TÄBEO, 2011). Auch das deutsche

Tierschutzgesetz beschreibt im Grundsatz, dass es in der Verantwortung des

Menschen für das Tier als Mitgeschöpf liegt, dessen Leben und Wohlbefinden zu

schützen und, dass niemand einem Tier ohne vernünftigen Grund Schmerzen,

Leiden oder Schäden zufügen darf (TIERSCHG, 2013). Der vierte Abschnitt

dieses Gesetzes befasst sich mit Eingriffen an Tieren. Grundsätzlich gilt laut §5

(1), dass an einem Wirbeltier ohne Betäubung ein mit Schmerzen verbundener

Eingriff nicht vorgenommen werden darf (TIERSCHG, 2013). Im Folgenden,

zweiten Abschnitt, werden auch Ausnahmen von dieser Regel gewährt, unter

anderem sofern „bei vergleichbaren Eingriffen am Menschen eine Betäubung in

der Regel unterbleibt oder der mit dem Eingriff verbundene Schmerz

geringfügiger ist als die mit einer Betäubung verbundene Beeinträchtigung des

Befindens des Tieres“ (TIERSCHG, 2013).

1.2. Diagnostik von Atemwegserkrankungen beim Schwein

Große Bedeutung für den Erfolg von diagnostischen Untersuchungen hat die

Auswahl geeigneter Tiere, idealerweise werden akut kranke, unbehandelte Tiere

mit typischer Symptomatik ausgewählt (GROSSE BEILAGE et al., 2013;

HÖLTIG und HENNIG-PAUKA, 2013). Ungünstig auf die Interpretation der

Befunde wirkt sich die Untersuchung chronisch kranker Tiere aus, die zwar

Veränderungen aufweisen, welche aber nicht unmittelbar mit der

14 II. Literaturübersicht

Primärerkrankung in Zusammenhang stehen (GROSSE BEILAGE et al., 2013;

HÖLTIG und HENNIG-PAUKA, 2013). Jeglicher weiterführenden Untersuchung

sollte eine eingehende Anamnese und klinische Allgemeinuntersuchung sowie die

spezielle Untersuchung des Atmungstraktes voraus gehen (GROSSE BEILAGE et

al., 2013).

1.2.1. Bronchoalveoläre Lavage

Seit circa zehn Jahren gehört die Bronchoalveoläre Lavage (BAL) in Deutschland

zu den Diagnostikmethoden bei Atemwegserkrankungen des Schweines

(FLASSHOFF, 1996; NIENHOFF et al., 2006; PALZER, 2006; MOORKAMP et

al., 2008). In der Literatur werden bezüglich der Durchführung verschiedene

Methoden beschrieben (GROSSE BEILAGE et al., 2013). HENNIG-PAUKA et

al. (2008) empfahlen die bronchoskopische Lavage für wissenschaftliche

Untersuchungen, während sich die transtracheale Lavage für den Einsatz in der

Praxis zur bakteriologischen und zytologischen Befunderhebung eignet. Mittels

bronchoskopisch gewonnenener Proben lässt sich die höchste diagnostische

Sensitivität für Genomfragmente von M. hyopneumoniae erzielen (HENNIG-

PAUKA et al., 2008). Die für die bronchoskopischen Methoden benötigten

technischen Hilfsmittel sind nur nach aufwendiger Reinigung und Desinfektion in

unterschiedlichen Schweinebetrieben einsetzbar (GROSSE BEILAGE et al.,

2013). In der Praxis haben sich laut GROSSE BEILAGE et al. (2013) Methoden

ohne Sichtkontrolle mit transoralem, transnasalem oder transtrachealem Zugang

etabliert. Für den transnasalen Zugang wird das Schwein in der

Oberkieferschlinge fixiert und nicht narkotisiert (GROSSE BEILAGE et al.,

2013). Das Einbringen von Flüssigkeit in die Lunge ist aber laut

PAUSENBERGER et al. (2012) aus Tierschutzgründen kritisch zu hinterfragen,

da die Tiere unter Erstickungsangst leiden können. Die Lungenspülung unter

transoralem und transtrachealem Zugang erfordert eine Allgemeinanästhesie

mittels Azaperon und Ketamin (NIENHOFF et al., 2006; GROSSE BEILAGE et

al., 2013). ERHARDT et al. (2011) warnten, dass die Narkose von Tieren mit

Atemwegserkrankungen zu einem erhöhten Narkoserisiko führt, da durch

Einführen des Spülkatheters und durch die zusätzlich eingebrachte Flüssigkeit

eine weitere Verkleinerung der Luftwege mit Zunahme des Atemwiderstandes

und Hypoventilation erfolgt (LENDL und HENKE, 2011). Um narkosebedingte

Todesfälle zu vermeiden, sind schwer erkrankte Schweine von der Lungenspülung


auszuschließen (GROSSE BEILAGE et al., 2013). Gespült wird mit steriler

physiologischer Kochsalzlösung (FLASSHOFF, 1996). Bei der transtrachealen

Methode ist die Gefahr der Kontamination mit Umgebungskeimen, die nicht aus

der Lunge stammen, am geringsten (HENNIG-PAUKA et al., 2008). Für die

Interpretation der Ergebnisse ist es sinnvoll mehrere Proben bakteriologisch-

kulturell oder molekularbiologisch untersuchen zu lassen (HÖLTIG und

HENNIG-PAUKA, 2013). Außerdem empfiehlt sich eine zusätzliche zytologische

Untersuchung hinsichtlich Entzündungszeichen, da viele bakterielle Erreger auch

in gesunden Schweinen zu finden sind (GROSSE BEILAGE et al., 2013).

1.2.2. Tracheobronchialabstrich

FABLET et al. beschrieben erstmalig im Jahr 2010 die Entnahme von

Tracheobronchialtupfern zur Gewinnung von Sekret aus den tiefen Atemwegen.

Dazu werden die Schweine mit einer Oberkieferschlinge unmittelbar hinter den

Eckzähnen fixiert und ein Maulkeil zum Offenhalten der Maulspalte eingelegt

(FABLET et al., 2010). Im Anschluss wird ein steriler Katheter, wie er zur

trachealen Intubation verwendet wird, bei Einatmung des Tieres in die Luftröhre

vorgeschoben und unter Drehen auf und ab bewegt (FABLET et al., 2010). Zum

Versand ins Labor wird die Probe in 2 ml gepufferter Peptonwasserbouillon

transportiert (FABLET et al., 2010). MAROIS et al. (2007) beschrieben den

Tracheatupfer und die BAL als effektivere Methoden zur Detektion von

M. hyopneumoniae im Vergleich zu Nasen- oder Tonsillentupfern. Zu ähnlichem

Ergebnis kamen FABLET et al. (2010). Auch in ihrer Studie erwiesen sich BAL

und Tracheobronchialtupfer gleichermaßen als sensitivste Methoden zur Diagnose

von M. hyopneumoniae mittels nested-PCR (FABLET et al., 2010).

PAUSENBERGER et al. (2012) führten den Begriff Tracheobronchialabstrich

ein, weil dieser der Methode in der deutschen Sprache am nächsten kommt.

PAUSENBERGER et al. (2013) wiesen aus Tracheobronchialabstrichen mittels

PCR Genomfragmente von M. hyopneumoniae (M. hyo), Influenza-A-Virus

(SIV), Porcines Circovirus Typ 2 (PCV2), Porcines Respiratorisches und

Reproduktives Syndrom Virus (PRRSV), Haemophilus parasuis spp. und

Actinobacillus pleuropneumoniae (App) nach und führten auch eine erfolgreiche

bakteriologische Untersuchungen auf α-hämolysierende Streptococcus spp.,

Pasteurella spp., Bordetella spp. und Keime mit Verdacht auf Haemophilus spp.

durch. Dafür wurde die Spitze des Tracheobronchialabstrichkatheters nach der


Entnahme abgeschnitten und in ein Röhrchen mit 2 ml phosphatgepufferter

Kochsalzlösung überführt. Davon wurde 1 ml abpipettiert und ins Labor versandt

(PAUSENBERGER et al., 2013). Unter Berücksichtigung einer ausreichend

großen Stichprobenzahl ließ sich nach PAUSENBERGER et al. (2013) eine

Einschätzung zu Kolonisationsdruck, -prävalenz und -zeitpunkt geben. Vorteilhaft

wirkt sich laut HÖLTIG und HENNIG-PAUKA (2013) auch aus, dass das Sekret

von den Tracheobronchialabstrichen im Gegensatz zur BAL unverdünnt

gewonnen wird. Nach PAUSENBERGER et al. (2012) ist die Gewinnung von

Tracheobronchialabstrichen einfach durchzuführen und man benötigt zusätzlich

zur Ausrüstung nur einen Maulkeil (FABLET et al., 2010).

1.2.3. Nasentupfer

Ferner dienen Nasentupfer zur Diagnose von Atemwegserkrankungen deren

Erreger sich direkt auf oder in der Nasenschleimhaut vermehren (GROSSE

BEILAGE et al., 2013). Zur Probengewinnung werden sie in die Nasenhöhle

eingeführt und mehrmals über der Schleimhaut vor- und zurückgedreht um

möglichst viel Zellgewebe aufzunehmen (BUER, 2012). Um Irritationen und

Verletzungen zu vermeiden empfahlen GROSSE BEILAGE et al. (2013) Ferkel

bis zu einem Gewicht von 15 kg auf dem Arm zu halten und zusätzlich noch

durch eine Hand des Probennehmers zu immobilisieren. Tiere ab 15 kg werden

mittels Oberkieferschlinge fixiert (GROSSE BEILAGE et al., 2013). Nasentupfer

sind geeignet zur Untersuchung auf toxinbildende Pasteurella-multocida-Stämme

(SCHOSS und ALT, 1995; HÖLTIG und HENNIG-PAUKA, 2013) sowie zum

Nachweis von Influenza (GOODELL et al., 2013; GROSSE BEILAGE et al.,

2013). Besteht die Infektion mit Influenza-A-Virus bereits länger als zwei Tage,

ist ein Nachweis aus Nasentupfern nicht mehr möglich, daher sollten akut kranke

Tiere in der Fieberphase zur Untersuchung ausgewählt werden (VAN REETH et

al., 2012; GROSSE BEILAGE et al., 2013; HÖLTIG und HENNIG-PAUKA,

2013), die Symptome wie Niesen, Nasenausfluss oder Bindehautentzündung

zeigen (HÖLTIG und HENNIG-PAUKA, 2013). Da sich an einem Nasentupfer

nur sehr wenig Material anheftet, ist nach NATHUES und GROSSE BEILAGE

(2009) ein Nachweisverfahren mit hoher Sensitivität wie nested PCR oder Real-

time-PCR zu wählen. Im Gegensatz dazu sind Nasentupfer laut GROSSE

BEILAGE et al. (2013) für den Nachweis von Infektionen der tiefen Atemwege

nicht geeignet. Im Vergleich zum Nasentupfer erwies sich der


Tracheobronchialabstrich in einer Studie von FABLET et al. (2010) dreieinhalb

mal sensitiver für den Nachweis von M. hyopneumoniae, da M. hyopneumoniae

sich an das Flimmerepithel anheftet und sich im unteren Respirationstrakt

vermehrt (BLANCHARD et al., 1992; KURTH et al., 2002; MAROIS et al.,

2007; FABLET et al., 2010). Die Aussagekraft der Nasentupferproben

hinsichtlich der festgestellten Erreger ist, je nach Fragestellung, sehr

unterschiedlich, da eine Vielzahl von Erregern auch bei gesunden Tieren Nasen-

und Rachenraum besiedelt (GROSSE BEILAGE et al., 2013; HÖLTIG und

HENNIG-PAUKA, 2013).

2. Stress und Wohlbefinden

VEISSIER und BOISSY (2007) schlussfolgerten, dass Wohlbefinden und Stress

gegensätzliche Konzepte bezüglich des mentalen Zustandes eines Individuums

darstellen, da sich Wohlbefinden und Stress gegenseitig ausschließen. Das

„Stress-System“ reagiert mit einer Stress-Antwort, wenn die Homeostase, ein

komplexes dynamisches Gleichgewicht des Lebewesens, welches internen und

externen Einflüssen, den sogenannten Stressoren unterliegt, gestört wird

(CHROUSOS et al., 1995; CHROUSOS, 2009). Die Stress-Antwort ist

gekennzeichnet durch ein Zusammenspiel des Endokrinen-, des Nerven- und des

Immunsystems (SMITH und VALE, 2006), schließt die Aktivierung der HHN-

Achse sowie des sympathischen Nervensystems ein und hilft dem Tier auf

Veränderung zu reagieren (VEISSIER und BOISSY, 2007). Um das

Wohlbefinden von Nutztieren zu untersuchen wurden viele Studien zur

Basalfunktion der HHN-Achse und den Reaktionen auf Umweltreize durchgeführt

(MORMEDE et al., 2007). Unter anderem führt Frustration zu einer Erhöhung des

Plasmacortisolspiegels und zu Verhaltensänderungen (DANTZER et al., 1980). In

einer Untersuchung von DANTZER et al. (1980) wurden Schweine trainiert

Futter als Belohnung auf eine bestimmte Handlung zu erlangen. Anschließend

wurde Frustration erzeugt indem die Belohnung vorenthalten wurde. Diese

Schweine reagierten mit einem erhöhten Cortisolspiegel und aggressivem

Verhalten gegen ein anderes, begleitendes Tier (DANTZER et al., 1980).

MORMEDE et al. (2007) diskutierten die Grenzen der Messung der Aktivität der

HHN-Achse. Da im Gegensatz zu akuten Stressreizen, die nicht zwingend

schädigend sein müssen, bei moderaten, länger andauernden Belastungen

Cortisolkonzentrationen weniger aussagekräftig sind, ist ein mehrdimensionaler


Ansatz zur Evaluierung von Wohlbefinden nötig, der Verhaltensbeobachtung,

Produktionsdaten und Krankheitsinzidenzen berücksichtigt (MORMEDE et al.,

2007). Stress steht auch in direktem Zusammenhang mit Angst und Schmerz und

unterliegt gegenseitiger Beeinflussung (HENKE und ERHARDT, 2001). Durch

die Reduktion von Stress und Angst kann die Schmerzschwelle angehoben

werden (HENKE und ERHARDT, 2001).

3. Schmerz

„Schmerz ist ein aversives Gefühl oder eine Sinneswahrnehmung, die mit

tatsächlicher oder potentieller Gewebeschädigung einhergeht“ (BROOM, 2001).

Ähnlich wird Schmerz auch von der International Society for the Study of Pain

(1979) beschrieben, die statt aversiv das Adjektiv „unangenehm“ verwendet. Vom

Schmerz betroffene Individuen können von diesen Erfahrungen lernen, um diese

negativen Situationen in Zukunft zu meiden (BROOM, 2001). MELLOR et al.

(2000) beschrieben, dass die Möglichkeiten der Schmerzwahrnehmung bei allen

Spezies gleich sensitiv sind, sich die Schmerztoleranz hingegen unterscheidet. Sie

differenzierten zwischen den Begriffen „stress“ der mit unterschiedlich großen

Veränderungen physiologischer Zustände einhergeht und „distress“ der den

emotionalen Anteil schmerzhafter Ereignisse sowohl emotionaler als auch

physischer Natur beschreibt (MELLOR et al., 2000). Zusätzlich prägten

MELLOR et al. (2000) den Ausdruck „pain induced distress“ der verdeutlicht,

dass emotionale und physikalische Komponenten untrennbar zusammenwirken

und sich in der Antwort des Organismus auf die schädigende Noxe widerspiegeln

(MELLOR et al., 2000). Schmerz löst viele Veränderungen physiologischer

Parameter und des Verhaltens aus (MELLOR et al., 2000). MELLOR und

STAFFORD (2004) stellten einen Leitfaden zur Beurteilung von

schmerzbedingtem Stress mit folgenden fünf Kriterien zusammen: die zur

Schmerzbeurteilung herangezogenen Parameter müssen bei einem nicht

schmerzhaften Tier absent sein; es muss sichergestellt werden, dass der zu

verwendende Parameter das Maß der zu untersuchenden, einzelnen schmerzhaften

Aktion wiedergibt und nicht nur die Gesamtheit des Schmerzes; die Sicherheit

von Verhaltensparametern soll mit Hilfe physiologischer Parameter überprüft

werden; eine Übertragbarkeit auf andere Tierarten und eine Beeinflussung der

Ergebnisse durch andere Faktoren wie z.B. Geschlecht, Rasse und Alter muss

sorgfältig geprüft werden (MELLOR und STAFFORD, 2004).


3.1. Schmerzentstehung, Weiterleitung und Wahrnehmung

Die Nozizeption beschreibt die Reizaufnahme durch Nozisensoren, die nervale

Weiterleitung und zentrale Verarbeitung, wohingegen Schmerz laut

SILBERNAGEL und DESPOPOULUS (2012a) einer anschließenden subjektiven

Empfindung entspricht. Schmerzauslösende Reize werden in der Peripherie durch

Nozizeptoren von Kopf und Körper aufgenommen, deren Zellkörper in den

Spinalganglien der Dorsalwurzel des Rückenmarks und den Trigeminalganglien

liegen (JULIUS und BASBAUM, 2001; PFANNKUCHE, 2008; SANN, 2010).

Neben den viszeralen Organen sind Nozizeptoren in fast allen somatischen

Körperbereichen außer dem ZNS vertreten (PFANNKUCHE, 2008).

Nozizeptoren können polymodal durch unterschiedliche Reize (z.B. thermische,

mechanische und chemische) oder seltener unimodal durch einen bestimmten

Reiz erregt werden (SCHOLZ und WOOLF, 2002; BROOKS und TRACEY,

2005). Sogenannte schlafende Nozizeptoren verstärken den Schmerz und werden

nur durch pathologische Zustände erregt (SANN, 2010). Entzündungen,

Gewebezerstörungen und Tumorzellen werden von SCHOLZ und WOOLF

(2002) zur „inflammatory soup“ zusammengefasst, welche die Nozizeptoren

sensibilisiert. Die Nozizeptoren können auf Grund ihrer anatomischen und

funktionellen Unterschiede in Gruppen eingeteilt werden (HENKE und

ERHARDT, 2001; JULIUS und BASBAUM, 2001). Grundsätzlich gilt, je dicker

eine Nervenfaser, desto höher ist deren Leitungsgeschwindigkeit (JULIUS und

BASBAUM, 2001). Aus der Peripherie vermitteln die Nozizeptoren Signale über

die Spinalganglien zum Rückenmark, wo sie über den tractus spinothalamicus

zum Thalamus weitergeleitet werden (LÖSCHER und FREY, 2010) ebenso wie

an sympathische Efferenzen und Motoneurone, die eine reflektorische Antwort

auslösen können (HENKE und ERHARDT, 2001; PFANNKUCHE, 2008). Vom

Thalamus werden Signale zum somatosensorischen Kortex, wo der

Schmerzentstehungsort lokalisiert wird aber auch zum Hirnstamm weitergeleitet,

wodurch Schmerzen Atmung und Kreislauf beeinflussen können (HENKE und

ERHARDT, 2001; LÖSCHER und FREY, 2010; SILBERNAGEL und

DESPOPOULUS, 2012a). Die somatosensorische Hirnrinde ist laut LÖSCHER

und FREY (2010) in Projektionsfelder für unterschiedliche Körperregionen

unterteilt. Die Größe dieser Felder richtet sich nicht nach der abgebildeten

Körperoberfläche sondern nach der Rezeptorendichte des jeweiligen Körperareals

(LÖSCHER und FREY, 2010). Deshalb ist laut LÖSCHER und FREY (2010)


z.B. das Gesicht, das wichtig für den Taststinn ist, entsprechend größer

dimensioniert. Außerdem besteht eine Verbindung zwischen Thalamus und

Hypophyse, die unter Schmerzeinwirkung endokrin die Freisetzung von ACTH

und β-Endorphin aus dem Hypophysenvorderlappen steuert (HENKE und

ERHARDT, 2001). Die Nozizeption wird über deszendierende Bahnen im

Thalamus und Rückenmark gehemmt (SILBERNAGEL und DESPOPOULUS,

2012a). Laut PFANNKUCHE (2008) dient dies möglicherweise zur

Schmerzunterdrückung in körperlichen Extremsituationen wie Flucht, Kampf oder

Geburt. Die wichtigste Rolle als Transmitter in der körpereigenen

Schmerzunterdrückung spielen endogene Opioide (Enkephaline, Dynorphine,

Endorphine) (PFANNKUCHE, 2008). PHOGAT und PARVIZI (2007)

beschrieben, dass endogene Opioide sowohl physischen als auch psychischen

Stress vermindern.

3.2. Innervation der untersuchten Regionen

Organe und Gewebe reagieren unterschiedlich sensibel auf Schmerzreize

(HENKE und ERHARDT, 2001). Als hoch sensibel gelten für HENKE und

ERHARDT (2001) Zahnpulpa, Cornea, Perianalbereich und die Serosen. Des

Weiteren kann auch die Haut, welche über mechanische, thermische und

chemische Rezeptoren verfügt, intensive Schmerzsignale senden (HENKE und

ERHARDT, 2001). Im Gegensatz dazu sind parenchymatöse Organe weniger

sensibel, jedoch kann eine starke Dehnung zu Schmerzhaftigkeit der serösen

Häute führen (HENKE und ERHARDT, 2001). Eine geringe Schmerzhaftigkeit

weist die Muskulatur auf, die vor allem mit Mechanorezeptoren ausgestattet ist

(HENKE und ERHARDT, 2001). Auch Gelenke und Knochen werden von

HENKE und ERHARDT (2001) als relativ unsensibel beschrieben. Als

schmerzunempfindlich gilt das Gehirn selbst, wohingegen die Meningen

besonders sensibel sind (HENKE und ERHARDT, 2001). Durch ausstrahlenden

Schmerz empfindlicher Gewebe ergibt sich z.B. eine hohe Schmerzhaftigkeit für

den Kopf (HENKE und ERHARDT, 2001). Jedes Körperteil wird auf einem

bestimmten Feld des somatosensorischen Kortex somatotopisch repräsentiert

(SILBERNAGEL und DESPOPOULUS, 2012a). Dies bedeutet, dass benachbarte

Körperregionen auch entsprechend auf den Arealen der Großhirnrinde abgebildet

werden (TREEDE, 2007). Allerdings ist bisher wenig über die somatotopische

Gliederung beim Schwein erforscht (CRANER und RAY, 1991). CRANER und


RAY (1991) gehen von einer ähnlichen Gliederung der somatosensorischen

Gehirnregion beim Schwein wie der bei Menschen aus. Auffällig ist die

Überrepräsentation des Rostrums und die mehrfachen Projektionsfelder für Maul,

Gesicht und auch Rostrum (CRANER und RAY, 1991). GASTL et al. (2014)

konnten beim Menschen eine eigene, bilaterale Projektion für die nasale Mukosa

darstellen. Der N. trigeminus versorgt über den N. ethmoidalis sensibel die

Schleimhaut des dorsalen Teils der Nasenhöhle und mit dem N. nasalis caudalis

(sensibel) die ventralen Anteile der Nasenhöhle und des Gaumens sowie mit dem

N. infraorbitalis, der vom N. maxillaris abzweigt und ebenfalls vom N. trigeminus

stammt, sensibel die Haut des Nasenrückens und der Nasenseitenwand, den

Nasenhöhleneingang und Nasenvorhof sowie die Oberlippe (BUDRAS und

BUDA, 2002; NICKEL et al., 2004; KÖNIG et al., 2012). Die menschliche

Rachenwand ist laut DE CARLOS et al. (2013) mit verschiedenen Rezeptoren

(ähnlich den Ruffini- und Pacini-Tastkörperchen) ausgestattet, die mechanische

Reize der oberen Atemwege aufnehmen. Diese Rezeptoren werden von

sensorischen Nerven begleitet (DE CARLOS et al., 2013). Der

N. glossopharyngeus (IX der Vagusgruppe) versorgt laut NICKEL et al. (2004)

sensibel das kaudale Drittel der Zunge, die Rachenschleimhaut sowie die

Tonsillen. Die Schleimhaut und Drüsen des Gaumens werden von Ästen des

N. trigeminus sensibel und parasympathisch innerviert (NICKEL et al., 2004)

ebenso wie die Kehlkopfschleimhaut (sensibel) (BUDRAS und BUDA, 2002).

Der N. vagus versorgt sensibel, motorisch und parasympathisch die Eingeweide

von Kopf, Hals, Brust und Bauchhöhle, wo er sich plexusartig aufteilt (BUDRAS

und BUDA, 2002; KÖNIG et al., 2012). Die Lunge wird vom Plexus pulmonalis

versorgt (KÖNIG und LIEBICH, 2012). Dieser stellt ein Nervengeflecht aus

sympathischen Fasern des Ggl. cervicothoracicum dar, das sich mit

parasympathischen Anteilen des N. vagus verbindet (KÖNIG und LIEBICH,

2012). SILBERNAGEL und DESPOPOULUS (2012b) zählten auch die

Irritationsendigungen in der Bronchialschleimhaut zu den Afferenzen der Lunge.

Sie sind sowohl beteilig an einer verstärkten Atmung, aktiviert durch verringertes

Lungenvolumen als auch am Hustenreflex, der durch Staub oder reizende Gase

ausgelöst wird (SILBERNAGEL und DESPOPOULUS, 2012b). Freie, afferente

C-Faserendigungen, die in der Alveolar- und Bronchialwand liegen, sind beim

wachen Tier am Husten beteiligt (CANNING et al., 2004; SILBERNAGEL und

DESPOPOULUS, 2012b). Diese sind laut CANNING et al. (2004) mehr an der


Signalisierung der Hustennotwendigkeit, als an der Aufrechterhaltung

unkontrollierten Hustens beteiligt.

4. Untersuchte Parameter

Zur Einschätzung von Emotionen und Gefühlen von Tieren ist man auf die

Erhebung messbarer Größen angewiesen, von denen man annimmt, dass sie sich

mit dem Zustand eines Tieres verändern (MORMEDE et al., 2007). Grundsätzlich

sollte die Aktivität eines Individuums beurteilt werden, die unter dem Einfluss

von Schmerzen sowohl verringert, als auch vermehrt sein kann (HENKE und

ERHARDT, 2001). Weitere Informationen bietet auch das äußere

Erscheinungsbild (HENKE und ERHARDT, 2001). Für die Einschätzung des

Temperamentes setzen HENKE und ERHARDT (2001) voraus, dass das normale

Verhalten des Tieres bekannt ist. Akute Schmerzen erzeugen oftmals

Lautäußerungen, wobei unter chronischem Schmerz vorwiegend bei größeren

Tieren (Schwein, Hund, Schaf) Stöhnen oder Zähneknirschen beobachtet werden

kann (HENKE und ERHARDT, 2001). VIÑUELA-FERNÁNDEZ et al. (2007)

gaben für die Einschätzung von Schmerz bei Beutetierspezies zu bedenken, dass

deren Schmerzverhalten vom notwendigen Fluchtverhalten überdeckt wird. Eine

verminderte Futter- und Wasseraufnahme und in der Folge auch reduzierter Harn-

und Kotabsatz stellen laut HENKE und ERHARDT (2001) relativ objektive

Kriterien dar. Über eine Aktivierung des sympathischen Nervensystems und der

Hypophysen-Nebennierenachse kommt es in Folge von Schmerz- und

Belastungssituationen zu einer Katecholamin- und Cortisolausschüttung (VON

BORELL, 2013). In vielen Studien zur Schmerzbeurteilung wurden deshalb durch

Schmerz beeinflusste physiologische Mess-Parameter untersucht (PEERS et al.,

2002; ZÖLS et al., 2006; SCHULZ et al., 2007; ÜBEL, 2011; ZIMMERMANN et

al., 2011). Nach einem akuten, kurzen Schmerzreiz dauert eine vermehrte

Adrenalinausschüttung am kürzesten an (2-5 min), gefolgt von Noradrenalin (45-

60 min) und am längsten wird ACTH und Cortisol in Abhängigkeit von der

Schädigung ausgeschüttet (von 2,5 h bis zu 8 h) (MELLOR et al., 2000;

MELLOR und STAFFORD, 2000; MELLOR et al., 2002; PEERS et al., 2002).

Im Gegensatz zu Cortisol steigen Herzfrequenz und arterieller Blutdruck früher an

(MELLOR et al., 2000; MELLOR und STAFFORD, 2000; MELLOR et al., 2002;

PEERS et al., 2002). ESCRIBANO et al. (2013) beschrieben einen Anstieg von

Chromogranin A im Schweinespeichel nach einer akuten Stresssituation.


4.1. Cortisol

Glucocorticoide spielen eine wichtige Rolle im Intermediärstoffwechsel (GRECO

und STABENFELDT, 2013). Ferner kann die Glucocorticoidkonzentration als

Antwort auf Stress laut GRECO und STABENFELDT (2013) innerhalb von

Minuten ein mehrfaches ihrer ursprünglichen Konzentration erreichen. Dabei ist

die Höhe des Anstieges proportional zum auslösenden Stress (GRECO und

STABENFELDT, 2013). In einer Studie über die Fixierung von Schweinen in der

Oberkieferschlinge beobachteten ROOZEN et al. (1995) bereits dreieinhalb

Minuten nach Beginn dieser Maßnahme einen Anstieg. Die Aktivierung der

HHN-Achse trägt mit einer verlängerten metabolischen und

antiinflammatorischen Antwort zur Erholung und Heilung des Körpers bei

(MELLOR et al., 2000). Die Aussagekraft von Cortisol zur Evaluierung von

Stress bei Tieren wurde durch viele Studien bestätigt (ROOZEN et al., 1995;

ROSOCHACKI et al., 2000; MELLOR et al., 2002; ZÖLS et al., 2006; ÜBEL,

2011).

4.1.1. Wirkung im Organismus

Die Nebenniere besteht aus zwei Anteilen, dem Nebennierenmark (NNM) und der

umgebenden Nebennierenrinde (NNR) (MÖSTL, 2010). In den Markzellen

werden Adrenalin und Noradrenalin gespeichert, (Näheres dazu siehe

4.2. Katecholamine) in der Zona fasciculata der Nebennierenrinde werden

Glucocorticoide, vor allem Cortisol und Corticosteron, und in der Zona

glomerulosa Mineralocorticoide, hauptsächlich Aldosteron, aus Cholesterol

gebildet (MÖSTL, 2010). Außerdem gibt es eine dritte Schicht, die Zona

reticularis die Sexualsteroide sezerniert (GRECO und STABENFELDT, 2013).

Im Gegensatz zu Vögeln, Mäusen und Ratten, die hauptsächlich Corticosteron

synthetisieren, dominiert bei Schweinen und Wiederkäuern Cortisol (MÖSTL,

2010). Hauptaufgabe der Glucocorticoide ist es den Stoffwechsel zu kontrollieren

und die Gluconeogenese in der Leber zu steuern (GRECO und STABENFELDT,

2013).


Tabelle 1: Zusammenfassung der wichtigsten Wirkungen von Cortisol nach

MÖSTL (2010) und SILBERNAGEL und DESPOPOULUS (2012d)

Wirkung Folgen

Proteinkatabolismus

Gluconeogenese aus

Aminosäuren

Verhinderung der

Aufnahme von Glucose in

Muskel- und Fettzellen

(GRECO und

STABENFELDT, 2013)

Blutglucosespiegel

steigt:

gesteigerte

Glycogenbildung und

reduzierte

Fettsäuresynthese in

der Leber

Antiinflamatorische

Wirkung

Stabilisierung der Lysosomen; Gehemmte

Lymphokinsynthese und Histaminfreisetzung

Herz und Kreislauf:

positiv inotrope und

vasokonstriktorische

Wirkung

Verstärkung katecholaminerger Effekte;

Cortisol induziert vermehrte Bildung von Adrenalin

im NNM und Angiotensinogen in der Leber

Darüber hinaus entfalten Glucocorticoide eine geringgradige mineralocorticoide

Wirkung und tragen dadurch in geringem Maße zur Aufrechterhaltung des

Flüssigkeits- und Mineralstoffhaushaltes bei (MÖSTL, 2010).

4.1.2. Transport und Ausscheidung

Größtenteils sind Glucocorticoide an Proteine gebunden, welche den Transport

der lipophilen Steroidhormone im Blutplasma ermöglichen und eine Speicherform

darstellen (MÖSTL, 2010; GRECO und STABENFELDT, 2013). 75% des

Cortisols sind an Transcortin (Cortisol-bindendes Globulin = CBG) und 15% an

Albumin gebunden (GRECO und STABENFELDT, 2013). Nur 10% sind laut

GRECO und STABENFELDT (2013) in ungebundener, freier Form im Plasma

gelöst. Nur die ungebundenen, freien Corticoide sind biologisch wirksam

(MÖSTL, 2010). Durch eine Konformationsänderung des CBG wird Cortisol

vermehrt in der Umgebung von Entzündungen freigesetzt (SILBERNAGEL und

DESPOPOULUS, 2012d). GRECO und STABENFELDT (2013) geben die

biologische Halbwertszeit von Cortisol mit 60 min an. In der Leber erfolgt die

Konjugation der Steroidhormone, die dadurch wasserlöslich werden und

größtenteils über den Urin und zum Teil über den Kot ausgeschieden werden


(MÖSTL, 2010; GRECO und STABENFELDT, 2013). COOK (2012) fasste

unterschiedlichste Medien die sich minimalinvasiv gewinnen lassen und die

indirekte Untersuchung von Stress über Cortisol erlauben in seinem Artikel

zusammen. Im Gegensatz zu Säugetieren, bei denen sich Cortisol im Speichel,

Kot, Urin, Haaren und der Milch nachweisen lässt, ist bei Vögeln auch eine

Untersuchung deren Ausscheidungen, der Federn und Eier möglich (COOK,

2012). Er gibt aber auch zu bedenken, dass man bei der Interpretation der

Ergebnisse beachten muss, dass die jeweiligen Testmedien eine unterschiedliche

Zeitspanne wiedergeben, von wenigen Minuten für Speichelcortisol bis zu

mehreren Wochen für die Bildung von Federn (COOK, 2012).

4.1.3. Speichelcortisol

MERLOT et al. (2011), COOK et al. (1996) und PARROTT und MISSON (1989)

empfahlen Speichelcortisolmessungen zum Nachweis einer Aktivierung der

HHN-Achse durch einen Stressor. Dabei muss sichergestellt sein, dass ein

Vergleich zwischen Basalwerten und Werten nach der Belastung möglich ist

(MERLOT et al., 2011). Lipidlösliche, unkonjugierte Hormone wie Testosteron,

Progesteron und Cortisol gelangen über den intrazellulären Weg in den Speichel

(VINING et al., 1983). Die Konzentrationen dieser Hormone werden durch die

Speichelflussrate nicht beeinflusst und spiegeln den ungebundenen, freien Anteil

im Plasma wider (VINING et al., 1983). Freies Cortisol entsprach laut

SCHÖNREITER et al. (1999) zwischen 11,9 % - 16,4% vom Gesamtcortisol,

wobei im Speichel zwischen 5,9 % und 7,5 % des Gesamtcortisols nachgewiesen

wurden. Die mittlere Speichelcortisolkonzentration sank laut GALLAGHER et al.

(2002) von höheren perinatalen Konzentrationen auf unter 27,6 nmol/l bei

30 Tage alten Ferkeln ab.

4.1.4. Regulation

Die Glucocorticoidsynthese in der Nebennierenrinde wird durch das

Adrenocorticotrope Hormon (ACTH) des Hypophysenvorderlappens gesteuert

(GRECO und STABENFELDT, 2013). Die Ausschüttung des ACTH wird

wiederum von einer höheren Instanz, dem Hypothalamus, über die Höhe des

Corticotropin-Releasing-Hormones (CRH) in einem Feedbacksystem geregelt

(CHROUSOS und GOLD, 1992; GRECO und STABENFELDT, 2013).

Glucocorticoide vermindern am Hypothalamus über eine negative Rückkopplung


eine weitere Ausschüttung von CRH (GRECO und STABENFELDT, 2013). Das

Feedbacksystem wird zum einen von einem circadianen Rhythmus überlagert und

zum anderen durch Stress beeinflusst (GRECO und STABENFELDT, 2013).

PHOGAT und PARVIZI (2007) zeigten, dass die Beziehung zwischen akutem

Stress und Cortisolantwort auch vom beta-adrenergen System und vom

Opioidsystem reguliert wird. Sie beschrieben, dass eine starke Stimulation des

Beta-Adrenozeptors zu einer vermehrten Freisetzung von Cortisol führt

(PHOGAT und PARVIZI, 2007).

4.1.5. Circadiane Rhythmik

Biologische Rhythmen ermöglichen dem Individuum sich seiner zeitlichen

Umgebung anzupassen (MOHR, 2010). Damit kann der Organismus laut MOHR

(2010) den Funktionszustand eines Organsystems bereits anpassen, bevor die

äußeren Umstände, die eine Veränderung nötig werden lassen, eintreten. Der

Begriff „feedforward coupling“ beschreibt die vorausschauende Anpassung des

Organismus auf das Kommende, die im Gegensatz zu einer Reaktion schon im

Voraus erfolgt (MOHR, 2010). Die Produktion von Glucocorticoiden unterliegt

einem tageszeitabhängigen Rhythmus (GRECO und STABENFELDT, 2013). Die

höchste Konzentration an Glucocorticoiden besteht bei tagaktiven Tieren zu

Sonnenaufgang, kurz vor dem Erwachen (BARNETT et al., 1981). EVANS et al.

(1988) beschrieben einen circadianen Rhythmus 28 Wochen alter Schweine, der

sich durch eine ausgeprägte Spitze am Morgen, eine schwächere Spitze am

Nachmittag und ein Tief am Abend auszeichnete. Für die maximale

Blutcortisolkonzentration gaben KLEMCKE et al. (1989) morgens 121,4 nmol/l

und für das Minimum abends 35,6 nmol/l an. EKKEL et al. (1996) gaben zu

bedenken, dass die Corticosteroidkonzentration zum einen natürlichen

Schwankungen unterliegt und zum anderen eine unterschiedliche Hormonantwort

auf einen identischen Stimulus, abhängig davon erfolgt, wann während des

circadianen Zyklus dieser Reiz erfolgte. Während GALLAGHER et al. (2002)

schon bei sechs bis zehn Tage alten Saugferkeln die Stabilisierung eines Zyklus

dokumentierten und auch EKKEL et al. (1996) bei acht Wochen alten Schweinen

einen ausgeprägten circadianen Rhythmus feststellten, vertraten andere Autoren

die Meinung, dass diese tageszeitabhängige Rhythmik bei drei bzw. neun oder

15 Wochen alten Tieren noch nicht entwickelt ist (RUIS et al., 1997; DE JONG et

al., 2000; SKARLANDTOVA et al., 2011). EKKEL et al. (1997) untersuchten


den Einfluss von chronischem Stress auf die circadiane Rhythmik sechs und

41 Tage nach Neugruppierung von neun Wochen alten Schweine. Dabei konnten

sie keine Unterschiede bezüglich des MESOR (midline estimating statistic of

rhythm; durchschnittliches Cortisol Level, angepasst an die circadiane Rhythmik)

und der Amplitude des circadianen Rhythmus des Speichelcortisols zwischen

gemischten und ungemischten Gruppen feststellen (EKKEL et al., 1997). Für

beide Gruppen war aber ein Anstieg des Speichelcortisols sowohl bezüglich des

MESOR als auch für die Höhe der Amplitude zu verzeichnen, was

möglicherweise auf das höhere Alter zurückzuführen ist (EKKEL et al., 1997).

Auch EVANS et al. (1988) beschrieben, dass Schweine erst mit der Pubertät einen

erwachsenen circadianen Rhythmus erreichen. Ein deutlicheres Muster entwickelt

sich auch mit zunehmendem Gewicht der Schweine (HILLMANN et al., 2008).

Außerdem entwickelten Schweine, die in einer angereicherten Umwelt gehalten

wurden ab einem Alter von 15 Wochen eine ausgeprägtere circadiane Rhythmik

als solche in reizarmer Umgebung (DE JONG et al., 2000). Chronischer Stress

führt nach MUNSTERHJELM et al. (2010) unter Umständen zum Ausbleiben

eines circadianen Rhythmus.

Ähnliches gilt für die Speichelcortisolkonzentration, die ebenfalls einer

circadianen Rhythmik mit höchsten Konzentrationen am späten Vormittag und

frühen Nachmittag folgt (EKKEL et al., 1996; RUIS et al., 1997). Mit

zunehmendem Alter der Tiere nimmt die basale Cortisolkonzentration ab

(EVANS et al., 1988; RUIS et al., 1997). Dies ist nach KATTESH et al. (1990)

und RUIS et al. (1997) möglicherweise auf die zunehmende Bindung von freiem

Cortisol, welches im Speichel nachgewiesen wird, an CBG zurückzuführen.

4.2. Katecholamine

Katecholamine werden vom Nebennierenmark konstant freigesetzt und

unterstützen den Körper in Belastungssituationen und weniger bei der

Basalregulation (MÖSTL, 2010; GRECO und STABENFELDT, 2013). Ihr

Ausstoß wird in bestimmten Situationen immens gesteigert um dem Tier eine

adäquate, sofortige Anpassung an akute Stresssituationen, die auch als „flight or

fight“ Situationen beschrieben werden zu ermöglichen (GRECO und

STABENFELDT, 2013). Laut GOLDSTEIN (1987) unterstützt das

sympathoadrenerge System den Organismus in Zuständen der Hypovolämie,

Hypoxie und Hypoglycämie sowie bei lebensbedrohlichen Schockzuständen.


Dabei steigt der Adrenalinspiegel im Gegensatz zur Noradrenalinkonzentration

stark an (GRECO und STABENFELDT, 2013). Noradrenalin ist Transmitter der

postganglionär-sympathischen Neurone, gibt die neuronale sympathische

Aktivität wieder und verändert sich unter solchen Zuständen kaum

(GOLDSTEIN, 1987).

4.2.1. Wirkung im Organismus

Die Adrenozeptoren (vier Haupttypen α1, α2, β1 und β2) sind unterschiedlich

empfindlich für Adrenalin und Noradrenalin (GRECO und STABENFELDT,

2013). Laut MÖSTL (2010) haben β-Rezeptoren eine höhere Affinität zu

Adrenalin und α-Rezeptoren zu Noradrenalin. Mit Einfluss auf das Herz- und

Gefäßsystem, unter dem es zur Steigerung des Herzminutenvolumens und zu

unterschiedlichen Auswirkungen auf den Gefäßtonus kommt, wird grundsätzlich

eine Reduktion der Blutversorgung von Haut, Darm und Niere zu Gunsten der

anderen Organe, die eine wichtigere Rolle in Abwehr- und Fluchtreaktionen

spielen, erreicht (MÖSTL, 2010). Unter Katecholamineinfluss verbessert sich

einerseits die Energieversorgung durch die Erhöhung des Blutzuckerspiegels und

die gesteigerte Fettmobilisation andererseits wird auch das respiratorische System

angeregt (MÖSTL, 2010).

4.2.2. Bedeutung im Stressgeschehen

Durch Prämedikation mit einer anxiolytischen Dosis eines Benzodiazepines

konnte sowohl der Adrenalin- als auch der Corticosteronanstieg nach einem

elektrischen Reiz gemindert werden (DE BOER et al., 1990). Dies weist

daraufhin, dass emotionaler Stress und Angst sowohl zu einer Aktivierung des

Nebennierenmarkes als auch der -rinde führen (DE BOER et al., 1990). ROOZEN

et al. (1995) zeigten bei Sauen nach Halten in der Oberkieferschlinge, dass

Adrenalin und Noradrenalin bereits 0,5 min nach dem Beginn der Fixierung

anstiegen. Bei ROOZEN et al. (1995) sowie bei NEUBERT et al. (1996) erwiesen

sich die Katecholamine als geeignete Parameter zur Detektion von kurzzeitigem

Stress bei Schweinen. NEUBERT et al. (1996) empfahlen die

Katecholaminmessung als beste Möglichkeit den Grad der Erregung und den

Zeitpunkt der körperlichen Anstrengung zu ermitteln. Ähnlich erwiesen sich auch

in den Untersuchungen von ZIMMERMANN (2010) zur Kastration männlicher

Saugferkel unter CO2 Betäubung Adrenalin und Noradrenalin als geeignete


Parameter. Direkt nach dem Eingriff stiegen die Adrenalinkonzentrationen um das

29 fache und die Noradrenalinkonzentration um das bis zu 81 fache an

(ZIMMERMANN, 2010). Die Aussagekraft der Ergebnisse hängt von der Art des

Stimulus ab. Bei Reizen, die einen länger andauernden Zustand erzeugen, ist der

Beprobungzeitpunkt weniger wichtig als bei kurzfristigen Stimuli, die eine genau

determinierte Probennahme erfordern (HJEMDAHL, 1993). Dafür sollte eine ein

bis zwei minütige „wash-out“ Zeit eingeplant werden, welche die Zeitspanne

berücksichtigt, die Noradrenalin braucht um vom Ort der Freisetzung ins

Blutplasma zu gelangen (HJEMDAHL, 1993). Den Effekt der verzögerten

Noradrenalin Freisetzung und Ausschwemmung ins Blut beobachteten auch

MELLOR et al. (2002) bei Lämmern, die mit einem Gummiring kastriert wurden

und deren Schwänze mittels Gummiring kupiert wurden.

4.2.3. Regulation

Das sympathische Nervensystem wird vom Hypothalamus und den

Kreislaufzentren des ZNS, die wiederum vom limbischen System und dem Cortex

beeinflusst werden, gesteuert (MÖSTL, 2010). Das Nebennierenmark kann laut

MÖSTL (2010) als sympathisches Ganglion betrachtet werden. Katecholamine

(Dopamin, Adrenalin, Noradrenalin) werden in den chromaffinen Zellen des

Nebennierenmarkes gespeichert (AXELROD und REISINE, 1984). Stress führt

über unterschiedlich starken Einfluss von neuronaler Aktivität, Glucocorticoiden

und ACTH zu einer Aktivitätssteigerung der an der Katecholaminsynthese

beteiligten Enzyme (AXELROD und REISINE, 1984). Neben dem

Nebennierenmark kann Noradrenalin auch in anderen chromaffinen Geweben

gebildet werden (MÖSTL, 2010). Einen weiteren Syntheseort für Katecholamine

fanden KVETNANSKY et al. (2012) in den Adipozyten, die vor allem durch

physikalischen und psychischen Stress dazu angeregt werden Katecholamine zu

synthetisieren und einen großen Einfluss auf die Lipolyse und die

Thermoregulation auszuüben vermögen (KVETNANSKY et al., 2009). Zusätzlich

zur Hormonwirkung fungiert Noradrenalin als Neurotransmitter im

Zentralnervensystem und im Sympathikus (MÖSTL, 2010). Es wird von

sympathischen Nervenendigungen ins Blut abgegeben, was die höheren

Plasmaspiegel als für Adrenalin erklärt (MÖSTL, 2010). Noradrenalin gibt im

Wesentlichen die sympathische Aktivität wieder, wohingegen Adrenalin zur

Messung der Sekretion des Nebennierenmarkes dient (AXELROD und REISINE,


1984). Diese Ansicht teilten auch KVETNANSKY et al. (1979), wonach die

Noradrenalin Antwort auf Immobilisationsstress hauptsächlich aus den

sympathischen Endigungen und zu einem kleineren Teil aus den Nebennieren

stammte. Hingegen wird Adrenalin vorwiegend aus dem Nebennierenmark

freigesetzt (KVETNANSKY et al., 1979). Bereits bei kurzem, sanftem Handling

kann es zu einer starken Freisetzung der Katecholamine kommen, was wiederum

die Schwierigkeit erklärt, Basalwerte dafür festzulegen (KVETNANSKY et al.,

1978). Die Halbwertszeiten sind sehr kurz und variieren zwischen 20 sec und

10 min (MÖSTL, 2010). Eine Inaktivierung erfolgt bei Wiederaufnahme in die

sympathischen Fasern oder die chromaffinen Zellen des NNM durch

enzymatische Inaktivierung oder Abbau (z.B. zu Vanillinmandelsäure) (MÖSTL,

2010).

III. Material und Methoden 31

III. MATERIAL UND METHODEN

Die Studie wurde an der Versuchsstation Thalhausen der Technischen Universität

München durchgeführt. Die Probenentnahmen erstreckten sich von Mai bis

Oktober 2013.

1. Ziel der Untersuchung

Ziel der vorliegenden Untersuchung war es, die Stress- und Schmerzbelastung bei

Entnahme eines Tracheobronchialabstriches mit der eines Nasentupfers und mit

der alleinigen Fixierung in der Oberkieferschlinge beim Schwein zu vergleichen.

Zur Ermittlung der Stressbelastung dienten Cortisolkonzentrationen aus Serum

und Speichel sowie aus dem Blutplasma ermittelte Noradrenalin- und

Adrenalinkonzentrationen.

2. Genehmigung des Tierversuchsvorhabens

Die Genehmigung des Tierversuchsvorhabens wurde gemäß §8 Absatz 1 des

Tierschutzgesetzes bei der Regierung von Oberbayern beantragt und am 27. Mai

2013 erteilt. Das Versuchsvorhaben wird unter dem Aktenzeichen 55.2-1-54-

2532-169-12 geführt.

3. Studientiere und Haltung

Bei den Studientieren handelte es sich um Masthybriden aus der Kreuzung

Deutsche Landrasse x Piétrain. Alle Tiere stammten aus der Versuchsstation

Thalhausen der Technischen Universität München. Sie wurden zusammen mit

ihren Buchtengenossen in den Stallungen der Versuchsstation Thalhausen im

Aufzuchtabteil in Buchten zu je zehn Tieren gehalten. Es wurde

Beschäftigungsmaterial angeboten. Gefüttert wurde Futter aus Eigenproduktion

sowie kommerziell erworbenes Futter ad libitum. Ebenso stand Wasser über

Nippeltränken zur freien Verfügung.

4. Auswahl der Studientiere

Für die Cortisol- und Katecholaminuntersuchungen wurden mindestens 24

Stunden vor einem Studientag klinisch gesunde, weibliche Ferkel in einem Alter

von acht Wochen ausgewählt und im Anschluss nach Gewicht in die vier

32 III. Material und Methoden

nachfolgend beschriebenen Gruppen randomisiert eingeteilt. Die Tiere waren

bereits betriebsbedingt mit einer individuellen Ohrmarke versehen, zusätzlich

wurden sie zur Gruppenzuordnung mit einer Nummer am Rücken markiert. Es

wurde darauf geachtet, dass an jedem Studientag die Anzahl der Tiere pro Gruppe

ausgeglichen war.

5. Gruppeneinteilung

Es wurden vier Gruppen, drei Versuchs- und eine Kontrollgruppe, zu je 23 Tieren

für die Cortisoluntersuchungen und zu je 31 Tieren für die

Katecholaminuntersuchungen gebildet (siehe Tabelle 2). Im Teilversuch zur

Cortisolmessung wurde jeweils ein Tier aus der Gruppe I und IV am Studientag

auf Grund klinischer Erkrankung von der Studie ausgeschlossen sowie im

Teilversuch zur Katecholaminuntersuchung ein Tier der Gruppe II.

Tabelle 2: Gruppeneinteilung Cortisol- und Katecholaminuntersuchungen

Gruppe Eingriff

Anzahl (n)

Studie

Cortisol

Anzahl (n)

Studie

Katecholamine

I TBA Tracheobronchialabstrich 22 31

II OK Oberkieferschlinge 23 30

III NT Nasentupfer 23 31

IV KO Kontrolle 22 31

6. Ablauf der Cortisoluntersuchungen

6.1. Zeitlicher Ablauf

Die im Folgenden beschriebenen Schritte wurden entsprechend der

Gruppenzugehörigkeit der Schweine durchgeführt.

Die acht Wochen alten Tiere wurden möglichst ruhig in den Flatdeckbuchten

gefangen und herausgehoben. Unmittelbar danach erfolgte die erste

Blutprobenentnahme zur Ermittlung der basalen Cortisolkonzentrationen. Im

Hinblick auf die circadianen Schwankungen der Cortisolsekretion wurden alle


Blutproben des Basalwertes zwischen 12:00 Uhr und 12:30 Uhr entnommen. Bei

zehn Schweinen pro Studientag ergab sich dabei ein dreiminütiger Abstand

zwischen den Blutproben. Die Reihenfolge der Tiere wurde für den weiteren

Tagesablauf beibehalten. Direkt nach der Blutentnahme wurde eine Speichelprobe

gewonnen. Im Anschluss wurde das Schwein wieder in seine Bucht zurückgesetzt.

30 min später wurde dasselbe Tier wieder aus seiner Bucht gefangen und seiner

Gruppe entsprechend einer Maßnahme unterzogen (unter 8. Eingriffe

beschrieben). 30 min nach dem jeweiligen Eingriff erfolgte die zweite Blut- und

Speichelprobenentnahme. Tieren der Gruppe IV wurden diese Proben ohne

vorherigen Eingriff entnommen. Zwei weitere Blut- und Speichelproben erfolgten

60 min und 90 min nach dem Eingriff.

Abbildung 1: Zeitplan der Cortisoluntersuchungen

6.2. Blut- und Speichelprobenentnahme

Die Blut- und Speichelprobenentnahme erfolgte stets durch dieselbe

studiendurchführende Person. Die Schweine jeder Gruppe wurden einzeln von

einer Hilfsperson aus der Bucht gehoben und auf dem Rücken liegend auf dem

Schoß einer Hilfsperson fixiert. Zur Blutentnahme aus der Vena jugularis externa

wurden Serummonovetten (Primavette®

V, Kabe Labortechnik GmbH,

Nümbrecht-Elsenroth) und sterile Einmalkanülen der Größe 20 G (Sterican,

B.Braun AG, Melsungen) verwendet. Die Serummonovetten wurden vollständig

mit 7,5 ml Blut gefüllt.

Im Anschluss an die Blutentnahme wurden die Schweine in Brustlage gedreht und

locker auf dem Schoß der assistierenden Person gehalten. Ein mittels

Eingriff

Speichel

Speichel

Speichel

Speichel

Blut

Blut

Blut

Blut

-30 60 90 30 t (min)


Arterienklemme fixierter Speicheltupfer (Salivette®

, SARSTEDT AG & Co,

Nümbrecht-Elsenroth) wurde vorsichtig in die Maulspalte geführt und in

kreisenden Bewegungen am Gaumendach und im Kieferwinkel gedreht, bis er

ausreichend durchfeuchtet war.

6.3. Probenbearbeitung

Unmittelbar nach der Blutentnahme wurden die Serummonovetten in Eiswasser

gekühlt. Die Zentrifugation bei 3000 U/min für die Dauer von 10 min bei einer

Temperatur von 4 °C erfolgte noch am selben Tag in der Klinik für Schweine.

Aus dem gewonnen Serum wurden zwei Aliquots zu je mindestens 0,5 ml

hergestellt, wovon ein Exemplar als Rückstellprobe asserviert wurde.

Die Proben wurden bis zur Bestimmung der Cortisolspiegel für maximal acht Wo-

chen bei -22 °C tiefgefroren.

Die Speichelproben wurden bis zur Weiterbearbeitung am Ende des Studientages

bei Raumtemperatur aufbewahrt. Nach Zentrifugation bei 3000 U/min für die

Dauer von 10 min wurde der gewonnene Speichel in ein Eppendorf Tube (Fa.

Eppendorf AG, 1,5 ml Safe-Lock Tubes, Hamburg) pipettiert und bei -22 °C

tiefgefroren. Die Messung der Cortisolkonzentrationen aus Serum und Speichel

wurde im Labor der Klinik für Schweine in Oberschleißheim vorgenommen.

Dafür wurde das Gerät Elecsys 2010®

(Roche Diagnostics, Mannheim) verwendet.

Die Messung erfolgte mittels Elektrochemilumineszenz-Immunoassay (ECLIA)

mit einem speziellen Messreagenz (Cortisol Elecsys®

, Roche Diagnostics,

Mannheim).

7. Ablauf der Katecholaminuntersuchungen

7.1. Zeitlicher Ablauf

Die im Folgenden beschrieben Schritte wurden entsprechend der

Gruppeneinteilung nacheinander an allen Schweinen durchgeführt. Die acht

Wochen alten Schweine wurden möglichst ruhig in den Flatdeckbuchten gefangen

und herausgehoben. Unmittelbar nach dem Einfangen wurde das Schwein in

Rückenlage fixiert, um die erste Blutprobe zu gewinnen. Direkt danach wurde das

Tier in seine Flatdeckbucht zurückgesetzt. Nach 15 min wurde dasselbe Schwein

erneut möglichst stressarm aus der Bucht genommen und dem der jeweiligen

Gruppe zugeordneten Eingriff unterzogen (unter 8. Eingriffe beschrieben).


Unmittelbar im Anschluss an den Eingriff wurden die Schweine in Rückenlage

fixiert und eine zweite Blutprobe gewonnen. Tieren der Gruppe IV wurde diese

Blutprobe ohne vorher erfolgten Eingriff entnommen.

Abbildung 2: Zeitplan der Katecholaminuntersuchungen

7.2. Blutprobenentnahme

Die Blutprobenentnahme erfolgte entsprechend der für Cortisoluntersuchungen.

Allerdings wurden zur Blutentnahme aus der Vena jugularis externa EDTA-

Plasma-Monovetten (Primavetten®

V EDTA 2,6 ml, Kabe Labortechnik GmbH,

Nümbrecht-Elsenroth) und sterile Einmalkanülen der Größe 20 G (Sterican,

B.Braun AG, Melsungen) verwendet. Die auf 4 °C vorgekühlten EDTA-

Monovetten wurden bis zur Füllgrenze mit Blut gefüllt. Nach der Blutentnahme

wurde das Schwein wieder zurückgesetzt.

7.3. Probenverarbeitung

Sofort nach der Blutprobenentnahme wurden die befüllten EDTA-Primavetten für

maximal fünf Minuten in Eiswasser zwischengelagert bis die Zentrifugation in

einer Kühlzentrifuge (Hettich Mikro 22R, Fa. Hettich Zentrifugen, Tuttlingen) bei

4 °C für die Dauer von 10 min erfolgte. Das gewonnene Plasma wurde jeweils zur

Hälfte in zwei 1 ml fassende, gekühlte kryostabile Gefäße (Corning®

2 ml, Fa.

Corning Incorporated, New York) pipettiert. Diese wurden in einem Behälter mit

flüssigem Stickstoff schockgefroren, zur Klinik für Schweine in Oberschleißheim

transportiert und anschließend bei -80 °C tiefgefroren. Auf Trockeneis wurden die

Proben zum Leibniz-Institut für Nutztierbiologie (FBN) nach Dummerstorf zur

Bestimmung der Katecholaminkonzentrationen verbracht.

Blut

Blut

Eingriff

-15 0 t (min)


7.4. Messsung der Katecholamine

Die Plasmaproben wurden am Leibniz-Institut für Nutztierbiologie (FBN) in

Dummerstorf vom Forschungsbereich Verhaltensphysiologie bearbeitet. Unter

Leitung von Herrn Dr. W. Otten wurden die Adrenalin- und

Noradrenalinkonzentrationen bestimmt. Die Analyse erfolgte durch

Hochdruckflüssigkeitschromatographie mit elektrochemischer Detektion nach

vorheriger Extraktion der Katecholamine aus dem Plasma durch Absorption an

Aluminiumoxid (OTTEN et al., 2013).

8. Eingriffe

8.1. Durchführung eines Tracheobronchialabstriches

Bei den Tieren der Gruppe I wurde ein Tracheobronchialabstrich nach FABLET

et al. (2010) entnommen. Dazu wurden die Schweine möglichst ruhig aus der

Bucht gefangen und in den Gang gehoben. Dann wurden sie stehend zwischen

den Beinen einer Hilfsperson positioniert und der Kopf mit einer

Oberkieferschlinge unmittelbar hinter den Eckzähnen fixiert. Ein Maulkeil wurde

zwischen Ober- und Unterkiefer eingelegt, damit die Tiere den Katheter, der im

Anschluss eingeführt wurde, nicht abbeißen und verschlucken konnten. Der

Katheter aus weichem Kunststoff mit einem Durchmesser von 0,4 cm und 50 cm

Länge (Absaugkatheter CH 12, B.Braun Melsungen AG, Melsungen) wurde

zwischen Drahtschlinge und Gaumen zunächst bis zum ersten Widerstand an der

Epiglottis vorgeschoben. Um den Kehldeckel zu überwinden wurde sorgfältig auf

den Atemrhythmus des Tieres geachtet und der Katheter bei Inspiration mit

leichten Drehbewegungen zügig bis zur Bifurcatio tracheae vorgeschoben. Dies

löste einen Hustenstoß aus. Der Katheter wurde dann sofort wieder

herausgezogen, das Tier aus der Fixation gelöst und in die Bucht zurückgesetzt.

Der Tracheobronchialabstrich wurde immer von derselben studiendurchführenden

Person entnommen.


Abbildung 3: Durchführung eines Tracheobronchialabstriches

8.2. Fixierung in der Oberkieferschlinge

Die Tiere der Gruppe II wurden ruhig in der Bucht gefangen und auf den Gang

gehoben. Anschließend wurden die Schweine für 60 sec von der

studiendurchführenden Person in der Oberkieferschlinge fixiert. Nach Ablauf der

Zeit wurden die Tiere unmittelbar zurückgesetzt.

8.3. Entnahme einer Nasentupferprobe

Bei Tieren der Gruppe III wurde ein Nasentupfer entnommen. Dafür wurden die

Schweine ruhig in der Bucht gefangen und auf den Gang gehoben. Die Schweine

wurden stehend zwischen die Beine einer Hilfsperson und zusätzlich am Kopf

mittels Oberkieferschlinge fixiert. Die studiendurchführende Person führte

vorsichtig einen Nasentupfer nacheinander in beide Nasenlöcher ein. Der Tupfer

wurde jeweils bis zur Hälfte in der Nasenhöhle eingeführt und dabei um ca. 260°

gedreht. Nach Entnahme des Tupfers wurde die Fixation aufgehoben und das

Schwein zurückgesetzt.


9. Statistische Auswertung

Die Ergebnisse der Cortisolmessungen wurden mit Hilfe der Programme IBM

SPSS Statistics 22.0 und Microsoft Office Excel 2010 ausgewertet. Individuelle

Ferkel bildeten die Studieneinheit. Anhand der Messwerte von Serum- und

Speichelcortisol und Katecholaminen wurden jeweils Mittelwerte,

Standardabweichungen und Standardfehler ermittelt. Die Nullhypothese besagt,

dass kein Unterschied zwischen den Studiengruppen hinsichtlich der untersuchten

Parameter besteht.

Die Anwendung des Kolmogorov-Smirnov-Testes mit zusätzlicher

Signifikanzkorrektur nach Lilliefors zeigte, dass weder die Serum- noch die

Speichelcortisolwerte einer Normalverteilung folgten. Beim Gruppenvergleich

wies der Kruskal–Wallis-Test 30 min nach dem Eingriff signifikante Unterschiede

sowohl für Serum- als auch Speichelproben nach. Für diesen Zeitpunkt wurden

daher Vergleiche zwischen den Gruppen (vier Vergleiche: TBA mit NT, NT mit

OK, TBA mit OK und OK mit KO Gruppe) mittels einseitigem Mann-Whitney-

Test berechnet. Um den Typ I-Fehler zu verringern, wurde für die Paarvergleiche

eine Korrektur nach Bonferroni-Holm vorgenommen. Die Signifikanzniveaus

wurden entsprechend geändert und auf 1.25 %, 1.67 %, 2.50 % und 5.00 %

angehoben. Es wurde jeweils mit dem p-Wert der höchsten Signifikanz unter den

Paarvergleichen begonnen (HOLM, 1979).

Um innerhalb einer Gruppe Vergleiche zwischen zwei unterschiedlichen

Beprobungszeitpunkten bilden zu können, wurde der nichtparametrische

Wilcoxon-Test angewendet. Von Interesse waren die Vergleiche zwischen den

Zeitpunkten: basal mit 30 min, basal mit 60 min, 60 min mit 90 min, basal mit

90 min Wert. Die vier Vergleiche wurden nach Bonferroni-Holm korrigiert und

die Signifikanzniveaus, wie oben angegeben, angepasst.

Für Speichel- und Serumcortisol wurde der AUC (Area-under-the-curve), wie bei

BLAND (2009) beschrieben, berechnet. Der Kolmogorov-Smirnov-Test

(zusätzliche Signifikanzkorrektur nach Lilliefors) zeigte eine Normalverteilung

der AUC Daten. Eine anschließende einseitige ANOVA wurde durchgeführt, um

signifikante Unterschiede zwischen den Gruppen deutlich zu machen. Basierend

auf diesen Ergebnissen wurden vier Paarvergleiche mittels t-Test zum

Gruppenvergleich zwischen TBA mit NT, NT mit OK, TBA mit OK und OK mit


KO Gruppe eingeleitet. Auch hierfür wurde eine Bonferroni-Holm Adjustierung

angewendet.

Bei der Katecholaminauswertung wurden Tests analog zur Auswertung der

Cortisolkonzentrationen angewendet. Der Kolmogorov-Smirnov-Test zeigte, dass

die Daten nicht normalverteilt waren. Anschließend wurden signifikante

Unterschiede zwischen den Gruppen (vier Vergleiche: TBA mit NT, NT mit OK,

TBA mit OK und OK mit KO Gruppe) mittels Mann-Whitney-Test berechnet und

die Signifikanzniveaus nach Bonferroni-Holm angepasst. Im Gegensatz dazu

konnte für den Wilcoxon-Test, der zwischen vor und nach dem Eingriff verglich,

auf eine Adjustierung nach Bonferroni-Holm verzichtet werden, da es sich nur um

einen einzelnen Vergleich handelte.

40 IV. Ergebnisse

IV. ERGEBNISSE

1. Cortisol

Die mittleren Cortisolkonzentrationen der vier Gruppen variierten zwischen

55,6 nmol/l (KO) und 63,8 nmol/l (TBA) (siehe Tabelle 3) und unterschieden sich

vor den Eingriffen nicht signifikant voneinander und.

1.1. Serumcortisol

Tabelle 3: Mittlere Cortisolkonzentrationen im Serum in nmol/l vor sowie

30 min, 60 min und 90 min nach dem Studieneingriff, mit Minima, Maxima,

Standardabweichungen (SD), Standardfehler (SEM) und der area-under-the-

curve (AUC) der vier Gruppen

Gruppe n

t (min)

AUC

-30 30 60 90

TBA 22

MW 63,8 105,4 96,6 89,0 10889,6

SD 33,6 36,4 33,3 37,2 3558,8

Min. 16,6 35,1 46,8 34,7 4605,9

Max. 123,9 173,1 160,3 185,3 16806,0

SEM 7,2 7,8 7,1 7,9 758,7

OK 23

MW 62,4 92,2 108,2 81,9 10492,8

SD 19,1 38 60,8 35,3 3709,3

Min. 25,4 30,6 31,4 31,8 4251,5

Max. 111,3 166,8 266,7 183,3 17728,5

SEM 4,0 7,9 12,7 7,4 773,5

NT 23

MW 58,7 109,2 111,6 103,3 11571,9

SD 23,6 50,6 42,8 40,1 4348,7

Min. 26,5 37,4 34,3 37,7 4479,5

Max. 113,4 228,7 219,1 196,8 20999,1

SEM 4,9 10,6 8,9 8,4 906,8

KO 22

MW 55,6 53,2 80,3 70,1 7520,1

SD 27,3 28,5 32,7 18,0 2531,2

Min. 21,8 15,1 32,5 30,0 3490,1

Max. 109,0 134,1 152,4 96,0 13136,7

SEM 5,8 6,1 7,0 3,8 539,7

.

IV. Ergebnisse 41

30 min nach dem Eingriff zeigten alle Gruppen außer der Kontrollgruppe einen

Anstieg der mittleren Cortisolkonzentrationen. Der höchste Wert mit 109,2 nmol/l

war bei der Nasentupfergruppe messbar und entsprach einem signifikanten

Anstieg (p < 0,001) vom Basalniveau um 86 % (1,9 facher Basalwert). Gefolgt

wurde die NT Gruppe von der Tracheobronchialabstrichgruppe mit einer 65 %

Erhöhung (1,7 fach) zum Basalwert (p < 0,001).

Abbildung 4: Verlauf der mittleren Cortisolkonzentrationen (nmol/l) im

Serum der vier Gruppen über die Zeit t (min)

Mit einer mittleren Cortisolkonzentration von 105,4 nmol/l erreichte die

TBA Gruppe 30 min nach dem Eingriff ihren maximalen Wert. Auch die mittlere

Cortisolkonzentration der OK Gruppe lag 30 min nach dem Eingriff mit

92,2 nmol/l signifikant über dem Basallevel (p = 0,002). Dies entsprach einer

1,5 fachen Erhöhung (48 % höher als Basallevel) zur Basalkonzentration. 30 min

nach dem Eingriff unterschieden sich die mittleren Cortisolkonzentrationen der

TBA, NT und OK Gruppe nicht signifikant voneinander (siehe Tabelle 4). Der

mittlere Cortisolspiegel der OK Gruppe war um 73 % signifikant höher als der der

Kontrollgruppe (p = 0,001).

0

20

40

60

80

100

120

140

-30 Eingriff 30 60 90

Cort

isol

in n

mol/

l

Zeit (t) in min

Tracheobronchialtupfer Oberkieferschlinge

Nasentupfer Kontrolle

42 IV. Ergebnisse

Tabelle 4: p-Werte der Vergleiche der mittleren Cortisolkonzentrationen

oder AUC (Serum) der Gruppen TBA, OK, NT und KO zu den vier

Beprobungszeitpunkten

Vergleiche -30 min 30 min 60 min 90 min AUC

TBA – NT 0,813 0,937 0,294 0,186 0,569

TBA – OK 0,937 0,302 0,744 0,581 0,716

OK – KO 0,121 0,001 0,138 0,492 0,003

OK – NT 0,407 0,442 0,557 0,045 0,370

Signifikante Werte (nach Bonferroni-Holm Adjustierung) sind fett angegeben.

Zum Zeitpunkt der dritten Blutprobenentnahme, 60 min nach dem Eingriff, lagen

die mittleren Cortisolspiegel aller vier Gruppen signifikant über denen der ersten

Blutentnahme (siehe Tabelle 5). Zu diesem Zeitpunkt wurden maximale mittlere

Cortisolspiegel bei der OK, NT und KO Gruppe gemessen: die

Nasentupfergruppe erreichte mit dem 1,9 fachen des Basalwertes (90 % höher)

eine Maximalkonzentration von 111,6 nmol/l. Zu diesem Zeitpunkt wurde mit

108,2 nmol/l auch das Maximum der OK Gruppe gemessen. Dieser Wert war um

73 % höher (p = 0,001) als der Basalwert (Erhöhung um das 1,7 fache).


(Serum) verschiedener Beprobungszeitpunkte innerhalb einer Gruppe

Gruppen basal -

30 min

basal -

60 min

60 min –

90 min

basal – 90

min

TBA <0,001 <0,001 0,042 0,001

OK 0,002 0,001 0,001 0,021

NT <0,001 <0,001 0,234 <0,001

KO 0,679 <0,001 0,098 0,039


Auch der Cortisolspiegel der Kontrollgruppe stieg bis zum 60 min Wert

signifikant um das 1,4 fache (45 %) zum Basalwert an (p < 0,001) und erreichte

den Maximalwert für diese Gruppe von 80,3 nmol/l. Im Gegensatz dazu sank der

mittlere Cortisolspiegel der TBA Gruppe vom 30 min zum 60 min Wert auf

96,6 nmol/l. 60 min nach dem Eingriff waren keine signifikanten Unterschiede

bezüglich der mittleren Cortisolkonzentrationen der vier Gruppen messbar (siehe

Tabelle 4).

90 min nach dem Eingriff sanken die mittleren Cortisolspiegel aller vier Gruppen

IV. Ergebnisse 43

ab. Die Cortisolspiegel der TBA und der OK Gruppe wiesen im Gegensatz zu

denen der NT und KO Gruppe eine signifikante Reduktion zwischen der 60. und

90. min auf (siehe Tabelle 5). Zum Zeitpunkt der letzten Blutentnahme

unterschieden sich die mittleren Cortisolkonzentrationen der TBA und der NT

Gruppe, der TBA und der OK Gruppe, der OK und der NT Gruppe sowie der OK

und der KO Gruppe nicht signifikant voneinander (siehe Tabelle 4). Verglichen

mit den jeweiligen Basalwerten waren 90 min nach dem Eingriff die mittleren

Cortisolkonzentrationen der TBA um 40 %, der OK um 31 % und der NT Gruppe

um 76 % signifikant erhöht (siehe Tabelle 5). Nur die Kontrollgruppe unterschied

sich zum Zeitpunkt der letzten Blutentnahme nicht signifikant (p = 0,039) vom

Basalwert (26 % höher als Basalwert).

Abbildung 5: Verlauf der mittleren Cortisolkonzentrationen im Serum der

Gruppen OK und KO (AUC)

Die Konzentrations-Zeit-Kurven (Area-under-the-curve (AUC)), welche Dauer

und Intensität der Belastung beschreiben, unterschieden sich zwischen den

Gruppen TBA, OK und NT nicht signifikant. Im Vergleich zwischen der OK und

der KO Gruppe lag der AUC der in der Oberkieferschlinge fixierten Tiere

signifikant (p = 0,003) über jenem der Kontrollgruppe (siehe Abbildung 5).

0

20

40

60

80

100

120

140

-30 Eingriff 30 60 90

Cort

isol

in n

mol/

l

Zeit (t) in min

Oberkieferschlinge (AUC) Kontrolle (AUC)

44 IV. Ergebnisse

1.2. Speichelcortisol

Die mittleren Cortisolkonzentrationen der vier Gruppen variierten für den

Basalwert im Speichel zwischen 8,3 nmol/l (TBA) und 9,2 nmol/l (KO) und

unterschieden sich nicht signifikant (siehe Tabelle 6).

Tabelle 6: Mittlere Cortisolkonzentrationen im Speichel in nmol/l vor sowie



curve (AUC) der vier Gruppen

Gruppe n

t (min)

AUC

-30 30 60 90

TBA 22

MW 8,3 13,1 14,2 12,5 1453,7

SD 1,8 4,0 6,1 3,1 400,6

Min. 6,1 9,1 7,8 7,8 987,0

Max. 13,6 23,6 37,1 18,8 2821,0

SEM 0,4 0,9 1,3 0,7 85,4

OK 23

MW 8,9 12,0 13,0 12,9 1389,4

SD 1,7 5,8 4,6 6,0 417,2

Min. 6,1 7,2 7,3 6,1 969,0

Max. 12,7 36,6 27,3 34,9 2910,0

SEM 0,4 1,2 1,0 1,2 87,0

NT 23

MW 8,7 11,8 13,5 12,8 1386,9

SD 3,9 2,8 4,5 3,7 319,7

Min. 5,8 7,6 7,5 7,9 921,0

Max. 23,9 16,8 27,5 21,8 2108,0

SEM 0,8 0,6 0,9 0,8 66,7

KO 22

MW 9,2 8,9 12,7 12,2 1236,1

SD 2,0 1,9 6,9 2,6 288,3

Min. 5,9 6,3 6,2 8,3 928,0

Max. 13,3 13,0 41,4 18,0 2297,0

SEM 0,4 0,4 1,5 0,5 61,5

Die Cortisolspiegel der TBA, OK und NT Gruppe stiegen 30 min nach dem

Eingriff im Speichel signifikant zum Basalwert an (jeweils p < 0,001), ohne sich

dabei signifikant zwischen den Gruppen zu unterscheiden (siehe Tabelle 7). Die

Cortisolkonzentration der KO Gruppe unterschied sich zum Zeitpunkt der zweiten

Blutentnahme nicht von der Basalkonzentration (p = 0,702). Ein signifikanter

IV. Ergebnisse 45

Unterschied ergab sich 30 min nach dem Eingriff zwischen der OK Gruppe und

der Kontrollgruppe (p = 0.001). Der mittlere Cortisolspiegel der OK Gruppe lag

35 % über dem der Kontrollgruppe.

Abbildung 6: Verlauf der mittleren Cortisolkonzentrationen (nmol/l) im

Speichel aller vier Gruppen über die Zeit t (min)

Alle vier Gruppen erreichten ihr Maximum 60 min nach dem Eingriff. Zu diesem

Zeitpunkt zeigte sich bei allen Gruppen ein signifikanter Anstieg zum Basalwert;

dieser betrug bei der OK Gruppe 46 % (1,5 facher Anstieg zum Basalwert), bei

der NT Gruppe 55 % (1,6 facher Anstieg), bei der TBA Gruppe 71 % (1,7 facher

Anstieg) und bei der KO Gruppe 38 % (1,4 facher Anstieg) (siehe Tabelle 8).


oder AUC (Speichel) der Gruppen TBA, OK, NT und KO zu den vier


Vergleiche -30 30 60 90 AUC

TBA - NT 0,468 0,441 0,706 0,986 0,723

TBA - OK 0,184 0,078 0,338 0,657 0,281

OK - KO 0,732 0,001 0,389 0,645 0,126

OK - NT 0,043 0,459 0,740 0,575 0,683


5

7

9

11

13

15

-30 Eingriff 30 60 90

Cort

iso

l in

nm

ol/

l

Zeit (t) in min

Tracheobronchialtupfer Oberkieferschlinge

Nasentupfer Kontrolle

46 IV. Ergebnisse

Die mittlere Cortisolkonzentration der TBA Gruppe sank vom 60 min zum 90 min

Wert, im Gegensatz zur OK, NT und KO Gruppe, signifikant ab (p = 0,039).

Weder 60 min noch 90 min nach dem Eingriff wurden zwischen der TBA, NT,

OK und KO Gruppe signifikante Unterschiede festgestellt (siehe Tabelle 7).

90 min nach dem Eingriff lagen die mittleren Speichelcortisolspiegel aller vier

Gruppen signifikant über dem Basallevel (siehe Tabelle 8). Zu diesem Zeitpunkt

wurden zwischen 32 % (KO Gruppe) und 50 % (TBA Gruppe) höhere

Cortisolkonzentrationen als zum Basalwert gemessen.


(Speichel) verschiedener Beprobungszeitpunkte innerhalb einer Gruppe

Gruppen basal -

30 min

basal -

60 min

60 min –

90 min

basal –

90 min

TBA <0,001 <0,001 0,039 <0,001

OK <0,001 <0,001 0,771 <0,001

NT <0,001 <0,001 0,468 0,001

KO 0,702 0,001 0,633 <0,001


Die AUC der Speichelcortisolkonzentrationen wiesen keine signifikanten

Unterschiede zwischen der TBA, NT, OK und der Kontrollgruppe auf (siehe

Tabelle 7).

IV. Ergebnisse 47

2. Katecholamine

2.1. Noradrenalin

Die mittleren Noradrenalinkonzentrationen der vier Gruppen zeigten 15 min vor

dem Eingriff keine signifikanten Unterschiede (untersuchte Vergleiche: TBA mit

NT, TBA mit OK, OK mit NT Gruppe). Sie bewegten sich in einer Höhe von

1541 pg/ml (TBA) bis 1780 pg/ml (OK) (siehe Tabelle 9).

Tabelle 9: Mittlere Noradrenalinkonzentrationen,

Standardabweichungen (SD), Minima, Maxima und Standardfehler (SEM)

der vier Gruppen in pg/ml Plasma vor (prae) und nach (post) dem Eingriff

Gruppe n

prae post

TBA 31

MW 1541 6413

SD 658 4154

Min. 548 712

Max. 3353 18028

SEM 118,1 746,0

OK 30

MW 1780 2103

SD 771 1414

Min. 808 826

Max. 4688 7344

SEM 140,8 258,1

NT 31

MW 1642 5053

SD 986 4674

Min. 488 1241

Max. 4618 21590

SEM 162,0 654,6

KO 31

MW 1577 1871

SD 754 1550

Min. 617 683

Max. 3399 8972

SEM 135,5 278,3

Unmittelbar nach dem Eingriff zeigten alle Gruppen eine Erhöhung der mittleren

Noradrenalinspiegel im Vergleich zum Basalwert. Der niedrigste mittlere

Noradrenalinspiegel nach dem Eingriff wurde bei den Tieren der Kontrollgruppe

48 IV. Ergebnisse

mit 1871 pg/ml (1,2 facher Anstieg) gemessen (p = 0,595).

Abbildung 7: Mittlere Noradrenalinkonzentrationen (pg/ml Plasma) der vier

Gruppen vor (prae) und nach (post) dem Eingriff

Den höchsten mittleren Wert mit 6412 pg/ml nach dem Eingriff verzeichneten die

Tiere der Trachobronchialtupfergruppe. Dies entsprach einem signifikanten

Anstieg zum Basallevel (p < 0,001) um 316 % (4,2 fach höher als Basalwert). Die

TBA Gruppe wurde gefolgt von der Nasentupfergruppe, deren mittlere

Noradrenalinkonzentration vom Basalwert um das 3,1 fache (208 %) signifikant

(p < 0,001) auf 5053 pg/ml anstieg (siehe Tabelle 11). Diese beiden Gruppen,

TBA und NT, unterschieden sich nach dem Eingriff nicht signifikant voneinander

(siehe Tabelle 10). Bei den Tieren, die in der Oberkieferschlinge gehalten wurden,

wurde nach dem Eingriff eine mittlere Noradrenalinkonzentration von 2103 pg/ml

gemessen. Im Vergleich zum Basalwert war dieser Noradrenalinspiegel um 18 %

höher (1,2 fach) (p = 0,073) (siehe Abbildung 7).

IV. Ergebnisse 49

Tabelle 10: p-Werte der Vergleiche der mittleren

Noradrenalinkonzentrationen der Gruppen TBA, OK, NT und KO zu den

zwei Beprobungszeitpunkten

Vergleiche prae post

TBA – NT 0,955 0,071

TBA – OK 0,236 <0,001

OK – KO 0,280 0,236

OK – NT 0,266 <0,001


Nach dem Eingriff überstieg die mittlere Noradrenalinkonzentration der

Tracheobronchialabstrichgruppe (p < 0,001) als auch der Nasentupfergruppe

(p < 0,001) signifikant den Noradrenalinspiegel der Oberkieferschlingengruppe.

Zwischen der mittleren Noradrenalinkonzentration der Tiere, die mit der

Oberkieferschlinge fixiert wurden und den Tieren der Kontrollgruppe wurde kein

signifikanter Unterschied ermittelt (siehe Tabelle 10).

Tabelle 11: p-Werte der Vergleiche der mittleren

Noradrenalinkonzentrationen innerhalb einer Gruppe im Vergleich prae /

post Eingriff

Gruppen prae / post

TBA <0,001

OK 0,073

NT <0,001

KO 0,595


50 IV. Ergebnisse

2.2. Adrenalin

Bei den mittleren basalen Adrenalinkonzentrationen ließen sich für die Vergleiche

der OK mit der NT Gruppe, der NT mit der TBA Gruppe sowie der OK mit der

KO Gruppe keine signifikanten Unterschiede feststellen.

Tabelle 12: Mittlere Adrenalinkonzentrationen,

Standardabweichungen (SD), Minima, Maxima und Standardfehler (SEM)

der vier Gruppen (pg/ml Plasma) vor (prae) und nach (post) dem Eingriff

Gruppe n

prae post

TBA 31

MW 1327 1661

SD 728 888

Min. 460 382

Max. 3422 3571

SEM 130,7 159,5

OK 30

MW 1802 975

SD 843 477

Min. 459 354

Max. 4292 2052

SEM 154,0 87,1

NT 31

MW 1649 1649

SD 1088 1352

Min. 290 498

Max. 4460 6948

SEM 195,1 172,2

KO 31

MW 1661 1420

SD 1024 709

Min. 402 279

Max. 4378 3285

SEM 183,9 127,4

Die höchste mittlere basale Adrenalinkonzentration wurde bei der OK Gruppe mit

1802 pg/ml gemessen. Damit unterschied sich die OK Gruppe signifikant

(p = 0,021) von der TBA Gruppe, welche die niedrigste mittlere

Adrenalinkonzentration aufwies (1327 pg/ml). Die Adrenalinspiegel der

Nasentupfergruppe und der Kontrollgruppe verzeichneten mittlere basale

Adrenalinkonzentrationen von 1649 pg/ml (NT) und 1661 pg/ml (KO).

IV. Ergebnisse 51

Abbildung 8: Mittlere Adrenalinkonzentrationen (in pg/ml Plasma) der vier

Gruppen vor (prae) und nach (post) dem Eingriff

Im Gegensatz zu den anderen drei Gruppen stieg der Adrenalinspiegel der

TBA Gruppe unmittelbar nach dem Eingriff um 25 % (1,2 fache Erhöhung) auf

1661 pg/ml an (siehe Abbildung 8), wohingegen die mittlere

Adrenalinkonzentration der Tiere der NT Gruppe mit 1649 pg/ml vor und nach

dem Eingriff unverändert blieb. Die Adrenalinkonzentrationen der OK Gruppe

und der KO Gruppe sanken ab. Nach dem Eingriff war die

Adrenalinkonzentration bei der Kontrollgruppe um 14 % niedriger als die basale

Konzentration (p > 0,05). Die in der Oberkieferschlinge fixierten Tiere zeigten

nach dem Eingriff einen um 45 % signifikant niedrigeren Adrenalinspiegel

(975 pg/ml) (p < 0,001). Für die anderen drei Gruppen konnten keine

signifikanten Unterschiede zwischen den basalen Adrenalinspiegeln und den

Adrenalinspiegeln derselben Gruppen nach dem Eingriff festgestellt werden

(siehe Tabelle 14).

52 IV. Ergebnisse

Tabelle 13: p-Werte der Vergleiche der mittleren Adrenalinkonzentrationen

zwischen den Gruppen TBA, OK, NT und KO zu den zwei


Vergleiche prae Post

TBA – NT 0,409 0,458

TBA – OK 0,021 0,001

OK – KO 0,253 0,008

OK – NT 0,247 0,007


Nach dem Eingriff war die mittlere Adrenalinkonzentration der Tiere der

OK Gruppe im Vergleich zur TBA, NT und KO Gruppe signifikant niedriger

(siehe Tabelle 13). Die Tiere der TBA Gruppe unterschieden sich nicht signifikant

von der NT Gruppe zum zweiten Blutentnahmezeitpunkt (p = 0,458).


innerhalb einer Gruppe im Vergleich prae / post Eingriff

Gruppen prae / post

TBA 0,083

OK <0,001

NT 0,977

KO 0,595

V. Diskussion 53

V. DISKUSSION

In der Verantwortung als Tierarzt und der zunehmenden Bedeutung des

Tierschutzgedankens in der Gesellschaft ist es notwendig, Eingriffe am Tier

neben ihrer diagnostischen Eignung auch auf Tiergerechtheit zu überprüfen. Ziel

der vorliegenden Untersuchung war es, die Belastung bei der Entnahme von

Tracheobronchialabstrichen mit der von Nasentupfern zu vergleichen.

Nasentupfer sind zum Nachweis toxinbildender Pasteurella-multocida-Stämme

(SCHOSS und ALT, 1995; HÖLTIG und HENNIG-PAUKA, 2013) und von

Influenza geeignet (GOODELL et al., 2013; GROSSE BEILAGE et al., 2013).

Die Gewinnung von Sekret durch Entnahme von Tracheobronchialtupfern wurde

erstmalig von FABLET et al. (2010)) beschrieben. Die diagnostischen Ergebnisse

der Tracheobronchialabstriche stimmten mit denen der BAL für die Erreger des

Porcine Respiratory Disease Complex (PRDC) überein (PAUSENBERGER et al.,

2012). Die Bronchoalveoläre Lavage (BAL) wird bereits seit ca. zehn Jahren zur

Diagnostik von Atemwegserkrankungen erfolgreich beim Schwein genutzt. Dafür

werden die Schweine mittels Azaperon / Ketamin-Neuroleptanalgesie narkotisiert

(GROSSE BEILAGE et al., 2013). Die Narkose ist notwendig um den Stress, der

durch das Einbringen von Flüssigkeit in die Lunge für das Tier entsteht zu

vermeiden (PAUSENBERGER et al., 2012). Allerdings ist dadurch kein

Vergleich dieser Methode hinsichtlich Stressbelastung mit der des

Tracheobronchialabstriches, der im wachen Zustand durchgeführt wird, möglich,

da die Belastung für das Tier bei der BAL auf Grund der Narkose selbst und nicht

durch die Manipulation zur BAL entsteht. Dies geht mit Ergebnissen von

SCHULZ (2007) einher, die besagten, dass durch eine Narkose die

Katecholaminausschüttung in Folge einer Fixation verändert wird.

Zum Vergleich der Stressbelastung bei der Entnahme von

Tracheobronchialabstrichen mit der von Nasentupfern, wurden Cortisol- und

Katecholaminkonzentrationen in Blut und Speichel bestimmt. Um Rückschlüsse

auf den Anteil der Stressantwort, der sich durch die dafür notwendige Fixation der

Schweine mit der Oberkieferschlinge ergab, ziehen zu können, wurde eine Gruppe

von Schweinen nur in der Oberkieferschlinge gehalten. Überdies konnten die

Veränderungen die durch wiederholtes Einfangen und Blutprobenentnahme

entstanden mit Hilfe der Kontrollgruppe abgeschätzt werden. Cortisol in Serum

54 V. Diskussion

und Speichel wurde als Parameter zur Ermittlung von akutem Stress der sowohl

durch emotionalen als auch physischen Schmerz ausgelöst wurde, gewählt

(MELLOR et al., 2000). Als weitere Parameter zur Ermittlung der Belastung in

der vorliegenden Studie wurden die Katecholamine Noradrenalin und Adrenalin

gewählt. Sie geben die Aktivität des sympathischen, adrenomedullären Systems

wieder, das vor allem in „fight-fright-flight“ Situationen schnell adaptiert und

damit Gegenwehr oder Flucht ermöglicht (MELLOR et al., 2000).

1. Cortisol

In der vorliegenden Studie wurden zur Bestimmung der Aktivität der HHN-Achse

sowohl Speichel- als auch Serumproben gewonnen und deren

Cortisolkonzentrationen ermittelt. Die Aussagekraft von Cortisol als Parameter

zur Stress- und Schmerzbelastung konnte in vielen Studien belegt werden

(ROOZEN et al., 1995; ZÖLS, 2006; LANGHOFF et al., 2009). Ferner wurde

eine gute Korrelation zwischen Speichel- und Blutcortisolspiegeln sowie die

Eignung von Speichelcortisol zum Nachweis der Aktivierung der HHN-Achse

bereits in mehreren Studien gezeigt (PARROTT et al., 1989; SCHÖNREITER et

al., 1999; MERLOT et al., 2011). Serum- und Speichelcortisol wurden in der

vorliegenden Studie zwar in der gleichen Maßeinheit von nmol/l angegeben, sie

unterschieden sich aber in der Höhe der gemessenen Werte. So wurden für die

Speichelcortisolspiegel Mittelwerte zwischen 8,3 nmol/l und 14,3 nmol/l ermittelt,

für Serumcortisol hingegen mittlere Konzentrationen zwischen 55,6 nmol/l und

111,6 nmol/l. Dies deckt sich mit den Ergebnissen von PARROTT et al. (1989),

die den Basalwert der Speichelcortisolkonzentration in Höhe von 10 % der

Serumcortisolkonzentration angaben. Die Speichelcortisolkonzentration spiegelt

den ungebundenen Anteil des Plasmacortisols wider und wird durch die

Speichelflussrate nicht beeinflusst wird (VINING et al., 1983). Eine wiederholte

Speichelprobenentnahme beeinflusste die Ergebnisse der

Speichelcortisolkonzentration von Aufzuchtschweinen nach COOK et al. (2013)

nicht. Dieser Vorteil konnte allerdings in der vorliegenden Studie nicht genutzt

werden. Um die Anzahl der Versuchstiere gering zu halten wurden demselben

Tier, welches der mehrfachen Blutprobenentnahme ausgesetzt war gleichzeitig

auch Speichelproben entnommen. Diese wiederholten Venenpunktionen stellten

eine unerwünschte zusätzliche Belastung und eine Störvariable dar, die laut

EKKEL et al. (1996) auch ethisch zu diskutieren ist. Ein Nachteil von

V. Diskussion 55

Speichelcortisol im Vergleich zu Serumcortisol als Messgröße für Stress- und

Schmerzbelastung ist die geringere Sensitivität (PARROTT et al., 1989). Darauf

deutet eine Studie von PARROTT et al. (1989) hin, bei der nach ACTH

Stimulation für Plasmacortisol ein maximaler Anstieg um 230 % und für

Speichelcortisol nur um 130 % beobachtet werden konnte. Andererseits stieg in

einer Arbeit von SCHÖNREITER et al. (1999) Speichelcortisol nach Kastration

um 255,7 % und damit deutlich höher als von PARROTT et al. (1989) erwartet.

In die vorliegende Studie wurden nur weibliche Tiere aufgenommen, da nach

RUIS et al. (1997) männliche Schweine im Mittel einen höheren basalen

Speichelcortisolspiegel zeigten, der unter anderem in der vorausgegangen

Kastration begründet liegen könnte. Großer Berücksichtigung erfordert die

circadiane Rhythmik der Cortisolsekretion in der vorliegenden Untersuchung. Im

Gegensatz zu Arbeiten die sich mit der Cortisolantwort nach Saugferkelkastration

beschäftigten (ZÖLS, 2006; SCHULZ, 2007), waren bei den acht Wochen alten

Studientieren alle Eingriffe stets zur selben Tageszeit durchzuführen. Die

Angaben über die Entwicklung eines stabilen tageszeitabhängigen Rhythmus

variierten bei verschiedenen Autoren. Das Alter in dem sich ein

tageszeitabhängiger Rhythmus bildet, wurde zwischen der ersten Lebenswoche

eines Ferkels bis zum Eintritt in die Pubertät angegeben (RUIS et al., 1997;

GALLAGHER et al., 2002) und von EKKEL et al. (1996) bereits für acht

Wochen alte Schweine beobachtet. Um eine additive Beeinflussung der

gemessenen Konzentrationen durch tageszeitabhängige Cortisolausschüttung zu

vermindern, wurde der Beprobungsdurchgang an jedem Studientag mittags zum

tageszeitlichen Cortisol Minimalniveau begonnen (MERLOT et al., 2011).

1.1. Kontrollgruppe

Die Tiere der Kontrollgruppe wurden nur zu den Blutprobenentnahmen

herausgefangen. Zum Zeitpunkt des Eingriffes wurden sie ohne Beunruhigung in

der Bucht belassen. Daraus ergab sich für diese Schweine eine einstündige Pause

zwischen der ersten und zweiten Blutprobe. In dieser Zeit sanken die

Cortisolkonzentrationen der Tiere ab, bei der zweiten Blutprobe wurden wieder

Serum- und Speichelcortisolkonzentrationen, ähnlich dem Basallevel gemessen.

Dies deckt sich mit GRECO und STABENFELDT (2013) die für die biologische

Halbwertszeit von Cortisol 60 min angaben. Maximale Serum- und

Speichelcortisolspiegel wurden in dieser Gruppe zum Zeitpunkt der dritten

56 V. Diskussion

Blutentnahme (60 min-Wert) erreicht, danach sanken die mittleren

Cortisolkonzentrationen trotz dieser weiteren Venenpunktion ab und erreichten

120 min nach der ersten Blutentnahme wieder Basalniveau (kein signifikanter

Unterschied zum Basalwert). Die Cortisolspiegel der Kontrollgruppe dienten als

Maß der Belastung durch eine Blutprobenentnahme aus der Vena jugularis

externa. Dies deckte sich mit der Studie von LANGHOFF (2008), die bei ihren

Handlingstieren bei Durchführung eines ähnlichen Beprobungsplanes eine

Beeinflussung durch Fixation und Blutentnahme beobachtete. Ähnliches wurde

auch in anderen Studien nach wiederholter Venenpunktion beobachtet

(SYLVESTER et al., 1998; MELLOR und STAFFORD, 2000; MELLOR et al.,

2002). SYLVESTER et al. (1998) gewannen von Kälbern einer Kontrollgruppe in

ähnlichem Intervall Blut per Venenpunktion und beobachteten zunächst auch

einen geringgradigen Anstieg der Cortisolkonzentration durch Handling und

Beprobung. Innerhalb einer Stunde erlangte der Cortisolwert wieder Basallevel.

Die kurzfristige Cortisolkonzentrationserhöhung führten sie auf die ungewohnte

Situation zurück (SYLVESTER et al., 1998) an die sich die Tiere gewöhnten

(MELLOR und STAFFORD, 2000; MELLOR et al., 2002). Bezug nehmend auf

diese Studien kann man von einem ähnlichen Effekt in der eigenen Studie

ausgehen.


Eine Fixierung in der Oberkieferschlinge gewährleistet eine ausreichende

Ruhigstellung von Schweinen zu diagnostischen Maßnahmen (PLONAIT, 2004).

Zur Belastung, die durch diese Zwangsmaßnahme verursacht wird, wurden bereits

Studien mit unterschiedlichen Stressindikatoren durchgeführt. NEUBERT et al.

(1996) zeigten, dass neben der Lactat- die Katecholaminmessung geeignet ist um

den Grad und Zeitpunkt der körperlichen Anstrengung zu bestimmen. Neben

Katecholaminen empfahlen ROOZEN et al. (1995) Beta-Endorphine und Cortisol

als geeigneten Nachweis von kurzzeitigem Stress, ausgelöst durch das Halten der

Schweine in der Oberkieferschlinge. Außerdem zeigten COOK et al. (1996) in

ihrer Studie sowohl die Eignung von Speichelcortisol als Stressparameter als auch

eine starke Korrelation zwischen Serum- und Speichelcortisol. Für diese

Untersuchung wurden die Schweine jeweils fünf Minuten in der

Oberkieferschlinge fixiert und anschließend für 30 min in fünfminütigem Abstand

Blut über einen Venenverweilkatheter und Speichel durch freiwilliges Kauen auf

V. Diskussion 57

einem Wattetupfer gewonnen (COOK et al., 1996). Gegenteilig zur eigenen

Untersuchung, die sowohl maximale mittlere Serum- als auch

Speichelcortisolspiegel 60 min nach Fixierung nachwies, wurden bei COOK et al.

(1996) maximale Cortisolspiegel schon fünf Minuten nach Loslösen aus der

Oberkieferschlinge gemessen. Des Weiteren beruhigten sich die Schweine bei

COOK et al. (1996) bereits nach 30 min und wiesen zu diesem Zeitpunkt zum

Basalwert vergleichbare Serum- und Speichelcortisolspiegel auf. Demgegenüber

sanken die mittleren Serumcortisolspiegel in der eigenen Arbeit erst nach 60 min

ab. Dies stimmte mit den Ergebnissen von MERLOT et al. (2011) überein, die

ebenfalls ein Absinken der Serum- und Speichelcortisolkonzentration 60 min nach

fünfminütiger Fixierung in der Oberkieferschlinge beobachteten. In der

vorliegenden Arbeit erreichten weder die mittleren Serum- noch die

Speichelcortisolkonzentrationen 90 min nach Halten in der Oberkieferschlinge

den Basalwert, entgegen der Beobachtungen von MERLOT et al. (2011), deren

Tiere nach 90 min zum Basalwert vergleichbare mittlere Serum- und

Speichelcortisolkonzentrationen aufwiesen. Allerdings sollte beim Vergleich der

Studien die unterschiedliche Dauer der Fixierung in der Oberkieferschlinge

beachtet werden. Im Gegensatz zur eigenen Arbeit mit einminütiger Fixierung in

der Oberkieferschlinge wurden die Tiere bei COOK et al. (1996) und MERLOT et

al. (2011) für fünf Minuten in der Oberkieferschlinge gehalten. In weiteren

Versuchen zeigten RUSHEN und LADEWIG (1991), dass Schweine, die

15 Minuten in der Oberkieferschlinge gehalten wurden endogene Opioide

freisetzten und dies zu einer vorübergehenden Hypoalgesie führte und die

Stressantwort auf die vorausgegangene Bewegungseinschränkung abmilderte

(RUSHEN und LADEWIG, 1991). Durch diesen Effekt könnte es auch in der

eigenen Studie zu einer Reduzierung der Cortisolfreisetzung nach der Fixierung in

der Oberkieferschlinge gekommen sein. Dies stimmt auch mit den Ergebnissen

von PHOGAT und PARVIZI (2007) überein, in deren Studie es ebenfalls zur

Verminderung der Stressantwort durch endogene Opioide kam.

1.3. Nasentupferentnahme

In der vorliegenden Studie unterschieden sich die mittleren Serum- und

Speichelcortisolkonzentrationen nach Nasentupferentnahme (NT) zu keinem

Zeitpunkt signifikant von denen der TBA und OK Gruppe. Im Gegensatz zu

Tieren bei denen eine Tracheobronchialabstrichentnahme durchgeführt wurde und

58 V. Diskussion

die ihr Maximum 30 min nach dem Eingriff erreichten, stiegen die mittleren

Serum- und Speichelcortisolspiegel der Tiere, bei denen ein Nasentupfer

durchgeführt wurde bis 60 min nach dem Eingriff an. Es gilt zu berücksichtigen,

dass das nozizeptive System in einen peripheren und zentralen Anteil, zu dem

unter anderem der somatosensorische Kortex zählt, gegliedert ist

(PFANNKUCHE, 2008). Bezug nehmend auf GASTL et al. (2014), die für die

nasale Mukosa eine eigenständige Projektion auf dem somatosensorischen Kortex

nachgewiesen haben, kann vermutet werden, dass diese starke Repräsentation

auch in der vorliegenden Studie zu einer länger andauernden Reizantwort führte.

Zusammen mit dem Thalamus ist der somatosensorische Kortex, der einen Teil

der Großhirnrinde darstellt laut ILLES und ALLGAIER (2013) für die bewusste

Schmerzempfindung sowie die Lokalisation und die Registrierung der Stärke von

Schmerzen zuständig. Ferner wirkt sich ein schmerzhafter Stimulus auf das

spinoreticulothalamische System mit einer Erhöhung des Wachzustandes aus

(ILLES und ALLGAIER, 2013). Außerdem führen laut SÖRÖS et al. (2001)

schmerzhafte Reize bereits nach wenigen Minuten zu einer örtlichen

Umstrukturierung der somatosensorischen Großhirnrinde. Es kommt dabei zu

einer Überempfindlichkeit somatotopisch benachbarter Regionen (SÖRÖS et al.,

2001). Durch die Untersuchung der Großhirnrinde konnten CRANER und RAY

(1991) zeigen, dass das Rostrum bei neonaten Schweinen sehr ausgeprägt

somatotopisch repräsentiert und benachbart zur Region von Gesicht und Maul auf

dem Kortex lokalisiert ist. Dies deckt sich mit den Beobachtungen der eigenen

Studie, in der die mittleren Serum- und Speichelcortisolkonzentrationen der NT

und der OK Gruppe bis zum 60 min-Wert anstiegen und für eine Irritation durch

die Eingriffe spricht.

1.4. Tracheobronchialabstrichentnahme

Für die Durchführung des Tracheobronchialabstriches ist ebenso eine Fixierung in

der Oberkieferschlinge nötig wie für die des Nasentupfers. Zu keinem Zeitpunkt

der eigenen Untersuchung unterschieden sich die mittleren Speichel- und

Serumcortisolkonzentrationen der TBA Gruppe weder von der OK noch von der

NT Gruppe signifikant. Bezugnehmend auf die Studie von WIDDICOMBE

(1995) könnte die geringere Sensitivität der Rezeptoren in den unteren

Atemwegen gegen mechanische Reize, verbunden mit einer zunehmenden

Chemosensititvität dafür verantwortlich sein, dass die Stressantwort trotz

V. Diskussion 59

Hustenreiz nicht deutlicher ausfällt als für die Anwendung der Oberkieferschlinge

und des Nasentupfers. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Anwendung

eines Tracheobronchialabstriches nach 30 min eine ähnliche Stressreaktion auslöst

wie die Entnahme eines Nasentupfers und es könnte daraus geschlossen werden,

dass der Großteil der Belastung von der Immobilisation herrührt. Denn vergleicht

man die OK Gruppe mit der TBA Gruppe, so konnte zwischen diesen beiden

Gruppen in der vorliegenden Untersuchung 30 min nach dem Eingriff kein

signifikanter Unterschied nachgewiesen werden. Dass eine Immobilisaton für

Schweine mit Stress verbunden ist, wurde auch von LANGHOFF (2008)

nachgewiesen. Demnach waren die mittleren Cortisolkonzentrationen bis zu einer

Stunde nach Fixation der Ferkel im Kastrationsbock signifikant zu den Werten

vor dieser Maßnahme erhöht (LANGHOFF et al., 2009). Allerdings muss die

altersabhängige Reaktion auf Schmerz berücksichtigt werden, nachdem in der

eigenen Studie acht Wochen alte Tiere im Gegensatz zu Saugferkeln

(LANGHOFF, 2008) untersucht wurden. Bezugnehmend auf die Studie von

FANG et al. (2005), die Untersuchungen an zwei, vier und sechs Monate alten

Schweinen durchführten, konnte eine erhöhte Schmerzhaftigkeit bei vier Monate

alten Schweinen nachgewiesen werden. Dies deckt sich mit der Beobachtung von

CARROLL et al. (2006), dass Handling für Schweine mit zunehmendem Alter

belastender wird.

In einer Studie zu Agonisten und Antagonisten des beta-adrenergen Systems

konnte gezeigt werden, dass als Folge der Beta-adrenergen Stimulation der

Cortisolspiegel ansteigt, allerdings durch einen Antagonisten dieses Systems

kaum Einfluss auf die Cortisolbasalsekretion genommen werden kann (PHOGAT

und PARVIZI, 2007). Bei gleichzeitiger Betrachtung der mittleren

Noradrenalinspiegel und der mittleren Speichel- und Serumcortisolspiegel der

TBA Gruppe, die sich vor und nach dem Eingriff jeweils signifikant

unterschieden, ist dieser Effekt nachzuvollziehen. Es wird angenommen, dass eine

Katecholaminfreisetzung nach Tracheobronchialabstrichprobenentnahme eine

vermehrte Cortisolsekretion nach sich zieht. Dies kann analog auf die

Beobachtungen zur Belastung bei Nasentupferprobenentnahmen übertragen

werden. Die Überlegungen zur Freisetzung von endogenen Opioiden bei

Fixierung mit der Oberkieferschlinge sind auch für die TBA Gruppe anzuwenden,

da dabei ebenfalls der Gebrauch der Oberkieferschlinge nötig ist.

60 V. Diskussion

1.5. Speichelcortisol

Der Teil der Speichelcortisolergebnisse, der mit den Serumcortisolergebnissen

übereinstimmt, wurde bereits im Zuge der Diskussion der einzelnen

Studiengruppen erläutert. Abweichungen zwischen den beiden

Untersuchungsmedien werden im Folgenden besprochen.

Alle vier Gruppen erreichten ihre maximale Speichelcortisolkonzentration 60 min

nach dem Eingriff, dagegen wurde die höchste mittlere

Serumcortisolkonzentration der TBA Gruppe schon 30 min nach dem Eingriff

beobachtet. Ferner war zwar ein nummerischer Abfall von der 60 min zur 90 min

Messung der Speichelcortisolwerte zu beobachten, aber außer für die

TBA Gruppe stellte sich kein signifikanter Abfall der Cortisolkonzentrationen

zwischen diesen beiden Beprobungszeitpunkten ein. Überdies kehrte die

Kontrollgruppe bezüglich der mittleren Speichelcortisolkonzentration in der

vorliegenden Studie nicht zum Basalwert zurück wie dies für die mittlere

Serumcortisolkonzentration der Fall war. Dies deckt sich mit der Studie von

PARROTT et al. (1989), die ebenfalls eine verspätete sowie abgeschwächte

Cortisolantwort im Speichel im Vergleich zum Serum beobachteten. Im Hinblick

auf die verzögerte Rückkehr zum Basalwert erzielten BUSHONG et al. (2000)

vergleichbare Ergebnisse wie in der vorliegenden Studie. Ähnlich deren

Untersuchungen, könnte es auch in der eigenen Arbeit zu einem im Serum

festzustellenden Abfall der Gesamtcortisolkonzentration gekommen sein, wovon

aber noch ein relativ großer Anteil nicht an Bindungsproteine gebunden wurde

und somit weiterhin im Speichel gemessen werden konnte (BUSHONG et al.,

2000). BUSHONG et al. (2000) schlussfolgerten, dass Speichelcortisol weniger

einen konstanten prozentualen Anteil vom Gesamtcortisol im Plasma

widerspiegelt, sondern dass die Höhe des im Speichel gemessenen Cortisols mehr

vom ungebundenen Cortisol abhängt als von der Gesamtcortisolkonzentration.

Auch ADCOCK et al. (2007) zeigten, dass zwischen Blutcortisolkonzentration

und porcinem Corticosteroid-bindendem Globulin (pCBG) ein negativer

Zusammenhang besteht. Nach akutem Stress sanken die pCBG, was einen Anstieg

des freien Cortisols, das im Speichel gemessen wurde, zur Folge hatte (ADCOCK

et al., 2007). Auch vermehrter Stress der Muttersauen während der Trächtigkeit

übt einen vermindernden Einfluss auf die Konzentrationen des Cortisol-bindenden

Globulins der Ferkel aus, was zu einem höheren Spiegel von biologisch aktivem

V. Diskussion 61

Cortisol führt (KANITZ et al., 2006).

Entgegen der eigenen Ergebnisse die keinen signifikanten Abfall der

Speichelcortisolwerte von der 60 min zur 90 min Messung, außer für die

TBA Gruppe, dokumentierten, sank der Speichelcortisolspiegel der mit der

Oberkieferschlinge fixierten Tiere bei MERLOT et al. (2011) aber schon nach

30 min ab. Für diese Studie wurden die gleichzeitig erfolgenden Blutproben

jedoch über einen Venenverweilkatheter gewonnen. Dessen Benutzung könnte ein

früheres Absinken der Speichelcortisolkonzentration ermöglichen, da es zu keiner

weiteren Beeinflussung der Tiere durch Venenpunktion kam.

1.6. AUC

Mit Maximalkonzentrationen werden nur Belastungsspitzen wiedergegeben, dies

ist aber laut MELLOR und STAFFORD (2004) ebenso wenig sinnvoll wie allein

die Dauer einer Belastung zu untersuchen. Daher wurden zur besseren Beurteilung

der Gesamtbelastung die gemessenen Konzentrationen einzelner Zeitpunkte

summiert und nach BLAND (2009) die Konzentrations-Zeit-Kurven (AUC)

berechnet. In der vorliegenden Studie wurden keine signifikanten Unterschiede

bezüglich der aus den Serumcortisolwerten errechneten AUC zwischen den

Gruppen TBA, NT und OK ermittelt. Allerdings unterschied sich der AUC der

OK Gruppe für Serumcortisol signifikant von der KO Gruppe. Dieser signifikante

Unterschied zwischen der Oberkieferschlingengruppe und der Kontrollgruppe

ergab sich für einzelne Vergleiche der Beprobungszeitpunkte nur 30 min nach

dem Eingriff. Daraus lässt sich ableiten, dass die Gesamtbelastung für ein Tier

bezogen auf den Parameter Serumcortisol für die Eingriffe

Tracheobronchialabstrichentnahme, Nasentupferentnahme und Fixierung in der

Oberkieferschlinge vergleichbar war und über der Belastung für die

Kontrollgruppe lag. Im Gegensatz dazu unterschieden sich die AUC aus dem

Speichelcortisol zwischen den Gruppen nicht signifikant, obwohl 30 min nach

dem Eingriff, ebenso wie bei der Serumcortisolkonzentration, ein signifikanter

Unterschied zwischen der Kontrollgruppe und der Oberkieferschlingengruppe

bestand. Eine Erklärung dafür könnte sein, dass die Speichelcortisolspiegel länger

erhöht bleiben als die Serumcortisolspiegel (BUSHONG et al., 2000). Dies hätte

bei der Berechnung über die Zeit einen großen Einfluss und verminderte die

Unterschiede zwischen den Gruppen. Auch MERLOT et al. (2011) beschrieben

größere Schwierigkeiten, signifikante Unterschiede bei der Auswertung von

62 V. Diskussion

Speichelcortisol als von Serumcortisol darzustellen, vor allem beim Vergleich

einer Gruppe, der ein stresshafter Reiz zugefügt wurde mit einer Kontrollgruppe.

Dies führten sie auf einen niedrigeren Anstieg für Speichel- als für Serumcortisol

zurück (MERLOT et al., 2011).

2. Katecholamine

Zur Ermittlung der Stress- und Schmerzbelastung wurde Plasma gewonnen und

die Noradrenalin- und Adrenalinkonzentrationen bestimmt. Dass Katecholamine

geeignet sind, um die Belastung von Schweinen zu ermitteln wurde mehrfach in

Studien bestätigt (NEUBERT et al., 1996; LACKNER, 2003; OTTEN et al.,

2004; ZIMMERMANN et al., 2011).

2.1. Kontrollgruppe

In der vorliegenden Studie wurden weder für die mittlere Noradrenalin- noch für

die Adrenalinkonzentration der Kontrollgruppe signifikante Unterschiede

zwischen der ersten und zweiten Blutprobenentnahme beobachtet. Dies spricht für

eine Elimination der Katecholamine, die nach der ersten Blutprobe ausgeschüttet

wurden bis zum Zeitpunkt der zweiten Blutentnahme und stimmt mit MÖSTL

(2010) überein, wonach die Halbwertszeiten der Katecholamine sehr kurz sind

und zwischen 20 sec und 10 min variieren.


Eine Untersuchung der Stress- und Schmerzbelastung mittels verschiedenen

Parametern, darunter Cortisol und Katecholaminen, wurde bereits von ROOZEN

et al. (1995) und NEUBERT et al. (1996) durchgeführt. Beide untersuchten die

Effekte, die durch eine kurzfristige Fixation von Schweinen mittels

Oberkieferschlinge auftraten und verzeichneten sowohl einen Anstieg der

Katecholamin- als auch der Cortisolkonzentrationen. Dies steht im Gegensatz zu

den eigenen Ergebnissen bezüglich der Noradrenalinkonzentration, die sich nach

der Fixation mittels Oberkieferschlinge nicht signifikant von der

Basalkonzentration unterschied. Ferner lag die mittlere Noradrenalinkonzentration

der OK Gruppe nach dem Eingriff nicht signifikant über der KO Gruppe. Auch

für Adrenalin war kein Anstieg der mittleren Konzentration der OK Gruppe nach

dem Eingriff zu verzeichnen. Der mittlere Adrenalinspiegel lag nach der Fixation

sogar signifikant unter dem Basalwert. Allerdings ging die Bestimmung des

V. Diskussion 63

Basalwertes in der vorliegenden Studie auch mit einer Beeinflussung der Tiere

durch Einfangen, Immobilisierung und Blutentnahme einher. Darum kann der

Basalwert in unserer Studie eher als Referenz- und weniger als Ruhewert

angenommen werden. In einer anderen Studie wurde in zeitlichem Abstand zur

Beprobung ein Venenverweilkatheter platziert, um eine Blutprobenentnahme ohne

Beeinflussung der Katecholaminspiegel zu ermöglichen (ROSOCHACKI et al.,

2000). In der Gruppe, die nur mit der Oberkieferschlinge fixiert wurde stiegen die

Katecholaminkonzentrationen im Gegensatz zu Cortisol, bei dem 30 min nach

dem Eingriff ein signifikanter Unterschied zur Kontrollgruppe zu beobachten war,

nicht an. DE BOER et al. (1990) zeigten ebenfalls, dass erhöhte Cortisolspiegel

nicht immer mit einem Anstieg von Katecholaminen einhergehen. Umgekehrt

bedingen erhöhte Katecholaminspiegel aber eine Aktivierung der HHN-Achse

(DE BOER et al., 1990).

2.3. Nasentupfer- und Tracheobronchialabstrichentnahme

Vergleichbar mit den beschriebenen Cortisolergebnissen, konnte bei der

vorliegenden Untersuchung ein signifikanter Anstieg der

Noradrenalinkonzentration und ein nicht signifikanter Anstieg der

Adrenalinkonzentration nach der Durchführung eines Tracheobronchialabstriches

beobachtet werden. Die mittlere Noradrenalinkonzentration der TBA Gruppe stieg

nach dem Eingriff um das 4,2 fache und für Adrenalin um das 1,2 fache an. Nach

Entnahme eines Nasentupfers erreichte der Noradrenalinspiegel in der

vorliegenden Studie das 3,1 fache und Adrenalin blieb auf dem Niveau des

Basalwertes. Nach dem Eingriff lagen die mittleren Katecholaminspiegel sowohl

der TBA als auch der NT Gruppe signifikant über denen der OK Gruppe. Eine

Erklärung dafür könnte sich in humanmedizinischen Studien finden. Beim

Menschen wurden umso höhere Noradrenalinspiegel beobachtet, desto größer das

Ausmaß des chirurgischen Traumas war (WILMORE et al., 1976; FRIEDRICH et

al., 1999). Die Aktivierung des adrenergen Systems erfolgt durch afferente

Signale vom Ort der Läsion (HALTER et al., 1977). Dies dürfte in der

vorliegenden Studie nur einen sehr geringen Einfluss ausüben, da mit einer

geringgradigen Gewebeschädigung zu rechnen war. Den für die

Tracheobronchialabstriche verwendeten Kathetern hafteten nach Benutzung keine

Gewebeteile oder Blut an. Auch nach der Entnahme der Nasentupfer kam es zu

keinen akuten Blutungen. Die Tupfer zeigten maximal eine rosa Verfärbung, die

64 V. Diskussion

im Rahmen der Diagnostik erwünscht ist und wahrscheinlich mit einer

geringgradigen Schleimhautirritation einherging.

Der mittlere Adrenalinspiegel der Tiere, die in der vorliegenden Untersuchung mit

der Oberkieferschlinge fixiert wurden, nahm nach dieser Zwangsmaßnahme

signifikant ab. Hingegen wurden für die anderen drei Gruppen (TBA, NT, KO)

keine signifikanten Unterschiede zwischen den Adrenalinwerten vor und nach

dem Eingriff beobachtet. Eine mögliche Erklärung könnte darauf beruhen, dass

die Tiere schon bevor die erste Blutentnahme stattfand unterschwellig gestresst

waren (MELLOR et al., 2002). Dagegen spricht aber, dass sich auch die basalen

Adrenalinkonzentrationen in der vorliegenden Studie zwischen den Gruppen

unterschieden. Zwischen der TBA und der OK Gruppe bestand zum Zeitpunkt der

ersten Blutprobenentnahme ein signifikanter Unterschied. Da die Tiere

randomisiert wurden und nach Gruppen gemischt beprobt wurde, ist ein

gruppenspezifischer Stressfaktor vor der ersten Blutentnahme unwahrscheinlich.

Bei der Interpretation der Ergebnisse der eigenen Untersuchung muss aber

beachtet werden, dass die Adrenalinspiegel sich vor und nach dem Eingriff kaum

veränderten und nur ein signifikanter Abfall der Adrenalinkonzentration nach

Fixierung mit der Oberkieferschlinge festgestellt werden konnte. Ferner könnte

sich auch die zeitliche Abfolge der Studienmaßnahmen darauf ausgewirkt haben,

dass die Adrenalinkonzentrationen bei keiner der Gruppen nach dem Eingriff

signifikant anstiegen und für die OK Gruppe nach der Fixierung signifikant

sanken. So wurde die Stressantwort, die der Fixierung in der Oberkieferschlinge

folgte, bei der Ermittlung der Adrenalinkonzentration aus der Blutprobe, die nach

Loslösen des Schweines aus der Fixierung erfolgte, möglicherweise nicht mehr

erfasst. Diese Hypothese deckt sich mit den Ergebnissen von OTTEN et al.

(2004), die eine sehr kurze Plasmahalbwertszeit für Katecholamine beschreiben

und höchste Katecholaminkonzentrationen bereits eine Minute nach Beginn der

Fixierung in der Oberkieferschlinge ermittelten. Nach dem Eingriff lag die

mittlere Noradrenalinkonzentration der TBA Gruppe nummerisch über der

NT Gruppe aber es unterschieden sich weder die Plasmaspiegel von Noradrenalin

noch die von Adrenalin zwischen der TBA und der NT Gruppe signifikant.

Sowohl die Noradrenalinspiegel der Nasentupfergruppe als auch der

Tracheobronchialabstrichgruppe stiegen nach dem Eingriff signifikant zum

Basallevel an. Die geringe Veränderung der Adrenalinspiegel nach den Eingriffen

V. Diskussion 65

wurde auch von MELLOR et al. (2002) bei Lämmern nach Kastration und

Schwanzkupieren per Gummiring beschrieben. Wohingegen die

Noradrenalinspiegel der Lämmer einen Anstieg verzeichneten, den sie auf

ischämischen Schmerz zurückführten (MELLOR et al., 2002). Ähnlich wie in

deren Studie wird auch in der vorliegenden Studie davon ausgegangen, dass die

Erhöhung der Noradrenalinspiegel auf eine periphere Sympathikusaktivität

zurückgeht (MELLOR et al., 2002). Zur Aktivierung des sympathoadrenergen

Systems kommt es in „fight or flight“ Situationen, es unterstützt den Organismus

in Zuständen der Hypovolämie, Hypoxie und Hypoglycämie sowie

lebensbedrohlichen Schockzuständen (GOLDSTEIN, 1987). Dabei steigt der

Adrenalinspiegel im Gegensatz zur Noradrenalinkonzentration stark an, ebenso

wie unter kognitiver Erregung und Angst (DIMSDALE und MOSS, 1980; WARD

et al., 1983; SGOIFO et al., 1996; SILBERNAGEL und DESPOPOULUS,

2012c). Noradrenalin als Transmitter der postganglionär-sympathischen Neurone,

gibt die neuronale sympathische Aktivität wieder und verändert sich unter solchen

Zuständen kaum (GOLDSTEIN, 1987; STARKE, 2013). Diese Ansicht teilten

auch KVETNANSKY et al. (1979) wonach die Noradrenalin-Antwort auf

Immobilisationsstress hauptsächlich aus den sympathischen Endigungen und nur

zu 20% aus den Nebennieren stammt, wohingegen Adrenalin vorwiegend aus dem

Nebennierenmark freigesetzt wird (KVETNANSKY et al., 1979). Aktive

Abwehr- und Wutreaktionen setzten laut DÖCKE und KEMPER (1994) vor allem

Noradrenalin frei. FUKUHARA et al. (1996) stellten steigende

Noradrenalinkonzentrationen auch nach Kältestress fest. Bei der eigenen

Untersuchung lagen die Noradrenalinspiegel der NT als auch der TBA Gruppe

nach dem Eingriff signifikant über denen der OK Gruppe. Gleichzeitig stiegen die

Adrenalinkonzentrationen bei keiner der Gruppen nach dem Eingriff signifikant

an, lediglich ein geringer numerischer Anstieg war für die TBA Gruppe zu

verzeichnen. Bezugnehmend auf die genannten Studien kam es bei der TBA und

NT Gruppe zu einer höheren Freisetzung von Noradrenalin aus den

sympathischen Nervenendigungen in der Peripherie als dies für die OK Gruppe

der Fall war. Dies spricht für eine größere Belastung durch Immobilisationsstress

im Sinne einer Wut- und Abwehrreaktion durch die Probenentnahme mittels

Tracheobronchial- und Nasentupfer als für das Halten in der Oberkieferschlinge.

Möglicherweise wirkte sich die unterschiedliche Fixierung der Tiere insofern aus,

dass die mittleren Katecholaminspiegel sowohl der TBA als auch der NT Gruppe

66 V. Diskussion

nach dem Eingriff signifikant über denen der OK Gruppe lagen. Sowohl die Tiere

der TBA als auch der NT Gruppe wurden zusätzlich zur Fixierung in der

Oberkieferschlinge zwischen den Beinen einer Versuchsperson stehend in der

Flankengegend stabilisiert. Bezugnehmend auf LANGHOFF (2008) die eine

Stressbelastung von Ferkeln in Folge von Immobilisation beschrieb, könnte die

zusätzliche Bewegungseinschränkung der TBA und NT Gruppe nach dem

Eingriff zu den signifikant höheren Katecholaminkonzentrationen dieser beiden

Gruppen als der OK Gruppe geführt haben. Übereinstimmend beobachteten auch

ROOZEN et al. (1995) erhöhte Plasmakonzentrationen von Katecholaminen,

Beta-Endorphin und Cortisol nach Immobilisation. Ferner könnte das Einführen

des Nasentupfers eine Stimulation des N. infraorbitalis, der die Nasenhaut und

den Nasenhöhleneingang sensibel innerviert, hervorrufen sowie zu einer

zusätzlichen Reizung der sensiblen Nasenschleimhaut, die von zwei

unterschiedlichen Ästen des N. trigeminus sensibel versorgt wird, führen

(NICKEL et al., 2004). Ähnliches dürfte für das Einführen des

Tracheobronchialkatheters zutreffen, wodurch es zu Irritationen im Rachen und

der Trachea kommen könnte. Bezugnehmend auf DE CARLOS et al. (2013) ist

die menschliche Rachenwand mit verschiedenen Rezeptoren ausgestattet, die

mechanische Reize der oberen Atemwege aufnehmen. Diese Rezeptoren werden

von sensorischen Nerven begleitet (DE CARLOS et al., 2013). Ferner liegen laut

SILBERNAGEL und DESPOPOULUS (2012b) Irritationsendigungen in der

Bronchialschleimhaut die unter anderem am Hustenreflex beteiligt sind. Der

geringgradige Anstieg der Adrenalinkonzentration der TBA Gruppe nach

Entnahme des Tracheobronchialtupfers könnte auf den psychologischen Anteil

der Belastung hinweisen, wie von DÖCKE und KEMPER (1994) und

DIMSDALE und MOSS (1980) beschrieben. Durch das Einbringen des Katheters

in die Luftröhre wurden die luftleitenden Wege behindert und zum Teil Husten

ausgelöst. Dies könnte zu einer emotionalen Erregung geführt haben. Durch

Erhöhung des Atemwiderstandes lösten ALIUS et al. (2013) auch bei Menschen

Angst und Unwohlsein sowie physiologische Reaktionen aus. Die Ergebnisse der

vorliegenden Studie deuten darauf hin, dass diese Belastung bei den Tieren der

TBA Gruppe vermutlich nur geringgradig ausgeprägt war.

VI. Schlussfolgerung 67

VI. SCHLUSSFOLGERUNG

In der vorliegenden Untersuchung wurde die Belastung bei der Entnahme von

Tracheobronchialabstrichen vergleichend mit der von Nasentupfern untersucht.

Sowohl Cortisol aus Serum als auch aus Speichel bestätigten sich als geeignete

Parameter zur Erfassung von Stress- und Schmerzbelastungen nach

diagnostischen Maßnahmen beim Schwein. Durch den Einschluss einer Gruppe

von Tieren, die in der Oberkieferschlinge gehalten wurden, war eine Aussage über

die Belastung in Folge der Fixierung möglich. Die Konzentrations-Zeit-Kurve

(AUC) ermöglichte in der vorliegenden Studie eine Beschreibung von Intensität

und Dauer der Belastung.

Der Verlauf der Cortisolkonzentrationen nach Entnahme von

Tracheobronchialabstrichen entsprach jenem nach Nasentupfern. Ein

vergleichbarer wenn auch etwas verzögerter Cortisolanstieg wurde durch die

Fixierung mit der Oberkieferschlinge hervorgerufen. Dies deutet darauf hin, dass

die bloße Fixation einen bedeutenden Anteil an der Stressantwort des Tieres trägt.

Außerdem erwies sich die Auswertung der Noradrenalinkonzentrationen als

aussagekräftig. Bezugnehmend auf diese Ergebnisse wurde gezeigt, dass der akute

Stress durch einen Tracheobronchialabstrich vergleichbar mit dem einer

Nasentupferentnahme war und beide eine wesentlich höhere Belastung als die

alleinige Fixierung mit Oberkieferschlinge darstellten. Im Gegensatz dazu waren

die Ergebnisse der Adrenalinkonzentrationen weniger aussagekräftig, was zum

einen an den divergierenden Basalwerten lag und zum anderen an den geringen

Veränderungen der Werte nach dem Eingriff. Die beobachteten Anstiege der

Adrenalinspiegel waren gering und sprechen gegen starken emotionalen Stress

und Angst der Schweine in Folge der durchgeführten Maßnahmen. Dieser

Parameter ist möglicherweise besser zur Evaluierung anderer Belastungen, die mit

Kreislaufbeeinträchtigung einhergehen (GOLDSTEIN, 1987; SILBERNAGEL

und DESPOPOULUS, 2012c) geeignet und erfordert Blutprobenentnahmen

mittels Venenverweilkatheter. Entzündungsmediatoren (Prostaglandine,

Bradykinine etc.) sensibilisieren laut HENKE und ERHARDT (2001) die

Schmerzrezeptoren und erniedrigen die Schmerzschwelle. Dies ist für die

Beprobung von Tieren in der Praxis zu bedenken, denn die zu untersuchenden

Tiere leiden häufig bereits unter einer Vorschädigung, z.B. Atemwegserkrankung.

68 VI. Schlussfolgerung

Darum könnten die Tracheobronchialabstriche und Nasentupfer für erkrankte

Schweine eventuell belastender sein als für gesunde Tiere, die in der vorliegenden

Studie untersucht wurden.

Die vorliegenden Ergebnisse zeigen, dass die Entnahme von

Tracheobronchialabstrichen bei klinisch gesunden Schweinen zu einer Belastung

vergleichbar mit der Entnahme von Nasentupfern führt. Verglichen zur alleinigen

Fixierung mit der Oberkieferschlinge führt sie zu einer deutlich ausgeprägteren

kurzfristigen Stressantwort.

VII. Zusammenfassung 69

VII. ZUSAMMENFASSUNG

Ziel der vorliegenden Untersuchung war es, die Belastung für Schweine bei der

Entnahme eines Tracheobronchialabstriches (TBA) mit der Entnahme eines

Nasentupfers (NT) und mit dem alleinigen Halten in der Oberkieferschlinge (OK)

zu vergleichen. Zur Evaluierung der Stressbelastung dienten

Cortisolkonzentrationen aus Serum- und Speichelproben sowie aus dem

Blutplasma ermittelte Noradrenalin- und Adrenalinkonzentrationen. Hierfür

wurden vier Gruppen, drei Versuchs- und eine Kontrollgruppe (KO), zu je 23

klinisch gesunden Tieren für die Cortisolbestimmungen und zu je 31 klinisch

gesunden Tieren für die Katecholaminbestimmungen untersucht. Von in der

Oberkieferschlinge fixierten Tieren der TBA und NT Gruppe wurde ein

Tracheobronchialabstrich bzw. ein Nasentupfer entnommen. Der

Tracheobronchialkatheter wurde ohne vorherige Narkose der Tiere in die

Luftröhre eingeführt. Bei den Tieren der OK Gruppe erfolgte eine Fixierung in

der Oberkieferschlinge für die Dauer von 60 Sekunden. Im Gegensatz dazu

wurden die Tiere der KO Gruppe zum Zeitpunkt des Eingriffes ohne

Beunruhigung in der Bucht belassen. Im ersten Teilversuch, welcher der

Cortisolbestimmung diente, wurde von jedem Schwein viermal Blut und zum

selben Zeitpunkt Speichel gewonnen: 30 min vor dem Eingriff sowie je 30 min,

60 min und 90 min danach. Die Katecholaminkonzentrationen wurden im zweiten

Teilversuch aus EDTA-Blutproben, die 15 min vor und unmittelbar nach dem

Eingriff entnommen wurden, ermittelt.

Die mittleren Serum- und Speichelcortisolkonzentrationen der Gruppen TBA, NT

und OK stiegen 30 min nach dem Eingriff signifikant zum Basalwert an. Zu

diesem Zeitpunkt war bei mittels Oberkieferschlinge fixierten Tieren (OK) eine

signifikant höhere Cortisolkonzentration als bei Tieren der Kontrollgruppe (KO)

messbar. Ein signifikanter Unterschied der Cortisolkonzentrationen in Serum und

Speichel konnte weder 30 min, 60 min noch 90 min nach den verschiedenen

Eingriffen (TBA, NT und OK) zwischen den Versuchsgruppen ermittelt werden.

Die mittleren Serum- und Speichelcortisolkonzentrationen der drei

Versuchsgruppen (TBA, NT und OK) sanken zum 90 min-Wert ab. In Bezug auf

die Konzentrations-Zeit-Kurven (AUC) unterschieden sich die Serum- und

Speichelcortisolkonzentrationen zwischen den Gruppen TBA, OK und NT nicht

70 VII. Zusammenfassung

signifikant. Die Noradrenalinkonzentrationen stiegen nach

Tracheobronchialabstrich und Nasentupfer signifikant zum Basalwert an, ohne

sich signifikant voneinander zu unterscheiden. Die mittleren

Noradrenalinkonzentrationen der OK Gruppe und der KO Gruppe blieben auf

signifikant niedrigerem Niveau. Der Adrenalinspiegel der TBA Gruppe stieg

unmittelbar nach dem Eingriff geringgradig an, wohingegen die mittlere

Adrenalinkonzentration der Tiere der NT Gruppe vor und nach dem Eingriff

gleich blieb und die der OK Gruppe nach dem Eingriff sank. Die mittleren

Adrenalinkonzentrationen der TBA und NT Gruppe unterschieden sich nach den

Eingriffen nicht signifikant voneinander.

Die Cortisolkonzentrationen nach Durchführung eines Tracheobronchialabstriches

entsprechen denen nach Entnahme eines Nasentupfers. Ein vergleichbarer wenn

auch etwas verzögerter Cortisolanstieg wird durch die Fixierung mit der

Oberkieferschlinge hervorgerufen. Bezugnehmend auf die Noradrenalin-

Ergebnisse der vorliegenden Studie konnte gezeigt werden, dass der kurzfristige

Stress durch die Tracheobronchialabstriche vergleichbar mit der

Nasentupferentnahme ist und beide eine wesentlich höhere Belastung als die

alleinige Fixierung mit der Oberkieferschlinge darstellen. Die insgesamt

beobachteten Veränderungen der Adrenalinspiegel sind gering und sprechen

gegen starken emotionalen Stress und Angst der Schweine nach den

durchgeführten Maßnahmen.

VIII. Summary 71

VIII. SUMMARY

The aim of the present study was to compare stress in pigs resulting from tracheo-

bronchial swabbing compared to nasal swabbing and to fixation in a snare without

sampling. In order to evaluate the stress, cortisol concentrations from serum and

saliva-samples as well as epinephrine and norepinephrine concentrations from

plasma samples have been used. Four groups, three study and one control group,

of clinically healthy animals were formed to measure cortisol (each group n = 23)

and catecholamines (each group n = 31). A tracheo-bronchial swab was taken

from animals of the TBA group (tracheo-bronchial swabbing) during fixation with

a snare. The animals were not anaesthetised for the tracheo-bronchial swabbing.

Animals from the NT group (nasal swabbing) were fixated in the same way, but a

nasal swab was taken. Animals of the OK group (fixation in a snare) were

restrained for 60 sec with a snare without swabbing. The animals of the control

group were left in their pen without any disturbance. In the first part of the study

we looked at cortisol levels in blood and saliva. Blood and saliva samples were

taken simultaneously at the following time points: 30 min before manipulation

and 30 min, 60 min and 90 min afterwards. In the second part of the study we

tested catecholamine levels in plasma samples taken 15 min before and directly

after the manipulation.

30 min after the manipulation, average cortisol levels in serum and saliva in the

study groups (TBA, NT, OK) were significantly higher than the baseline value. At

this point the average cortisol levels of the animals that were only fixated without

swabbing (OK) were significantly higher than those of the animals in the control

group (KO). There was no significant difference in serum or saliva cortisol levels

between the study groups (TBA, NT, OK) at any point after the manipulation. 90

min after the manipulation the average cortisol levels in saliva and serum

decreased in all three study groups (TBA, NT, OK). The concentration-time-

curves (AUC) of the study groups (TBA, NT, OK) did not significantly differ

from each other neither in serum nor in saliva. In both groups where swabs were

taken, either tracheo- bronchial (TBA) or nasal (NT), norepinephrine levels after

the manipulation were significantly elevated compared to the baseline value. They

did not differ significantly between each other though. The average

norepinephrine levels of the groups, where no swabs were taken (OK, KO), were

72 VIII. Summary

significantly lower. We could observe a slight increase in the epinephrine levels

of the TBA group directly after the manipulation, whereas average epinephrine

concentrations of the NT group stayed on a constant level before and after the

manipulation and epinephrine concentrations of the OK group decreased.

However, the average epinephrine levels of the TBA and NT groups after the

manipulation did not significantly differ from each other.

In conclusion, cortisol levels after tracheo-bronchial swabbing are comparable to

that after nasal swabbing. The third study group which was only fixated by snare

(OK) showed the same cortisol increase with a little delay. Concerning the

norepinephrine levels that we measured in our study, we could show that the

short-term stress after tracheo-bronchial swabbing is comparable to the short-term

stress after nasal swabbing. Both manipulations caused significantly higher short-

term stress than fixation with the snare alone. In general, the observed changes in

the epinephrine levels are only small and do not indicate major distress in the

animals after any of the performed manipulations.

IX. Literaturverzeichnis 73

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X. Abbildungsverzeichnis 89

X. ABBILDUNGSVERZEICHNIS

Abbildung 1: Zeitplan der Cortisoluntersuchungen ............................................. 33

Abbildung 2: Zeitplan der Katecholaminuntersuchungen .................................... 35

Abbildung 3: Durchführung eines Tracheobronchialabstriches .......................... 37

Abbildung 4: Verlauf der mittleren Cortisolkonzentrationen (nmol/l) im Serum der

vier Gruppen über die Zeit t (min) ........................................................................ 41

Abbildung 5: Verlauf der mittleren Cortisolkonzentrationen im Serum der

Gruppen OK und KO (AUC) ................................................................................. 43

Abbildung 6: Verlauf der mittleren Cortisolkonzentrationen (nmol/l) im Speichel

aller vier Gruppen über die Zeit t (min)................................................................ 45

Abbildung 7: Mittlere Noradrenalinkonzentrationen (pg/ml Plasma) der vier

Gruppen vor (prae) und nach (post) dem Eingriff ................................................ 48

Abbildung 8: Mittlere Adrenalinkonzentrationen (in pg/ml Plasma) der vier

Gruppen vor (prae) und nach (post) dem Eingriff ................................................ 51

90 XI. Tabellenverzeichnis

XI. TABELLENVERZEICHNIS

Tabelle 1: Zusammenfassung der wichtigsten Wirkungen von Cortisol nach

MÖSTL (2010) und SILBERNAGEL und DESPOPOULUS (2012d) .................... 24

Tabelle 2: Gruppeneinteilung Cortisol- und Katecholaminuntersuchungen ........ 32

Tabelle 3: Mittlere Cortisolkonzentrationen im Serum in nmol/l vor sowie 30 min,

60 min und 90 min nach dem Studieneingriff, mit Minima, Maxima,


curve (AUC) der vier Gruppen .............................................................................. 40

Tabelle 4: p-Werte der Vergleiche der mittleren Cortisolkonzentrationen oder

AUC (Serum) der Gruppen TBA, OK, NT und KO zu den vier

Beprobungszeitpunkten .......................................................................................... 42

Tabelle 5: p-Werte der Vergleiche der mittleren Cortisolkonzentrationen (Serum)

verschiedener Beprobungszeitpunkte innerhalb einer Gruppe ............................. 42

Tabelle 6: Mittlere Cortisolkonzentrationen im Speichel in nmol/l vor sowie



curve (AUC) der vier Gruppen .............................................................................. 44

Tabelle 7: p-Werte der Vergleiche der mittleren Cortisolkonzentrationen oder

AUC (Speichel) der Gruppen TBA, OK, NT und KO zu den vier

Beprobungszeitpunkten .......................................................................................... 45


(Speichel) verschiedener Beprobungszeitpunkte innerhalb einer Gruppe ............ 46

Tabelle 9: Mittlere Noradrenalinkonzentrationen, Standardabweichungen (SD),

Minima, Maxima und Standardfehler (SEM) der vier Gruppen in pg/ml Plasma

vor (prae) und nach (post) dem Eingriff ................................................................ 47

Tabelle 10: p-Werte der Vergleiche der mittleren Noradrenalinkonzentrationen

der Gruppen TBA, OK, NT und KO zu den zwei Beprobungszeitpunkten............. 49

Tabelle 11: p-Werte der Vergleiche der mittleren Noradrenalinkonzentrationen

innerhalb einer Gruppe im Vergleich prae / post Eingriff .................................... 49

Tabelle 12: Mittlere Adrenalinkonzentrationen, Standardabweichungen (SD),

Minima, Maxima und Standardfehler (SEM) der vier Gruppen (pg/ml Plasma) vor

(prae) und nach (post) dem Eingriff ...................................................................... 50

XI. Tabellenverzeichnis 91


zwischen den Gruppen TBA, OK, NT und KO zu den zwei Beprobungszeitpunkten

............................................................................................................................... 52


innerhalb einer Gruppe im Vergleich prae / post Eingriff .................................... 52

92 XII. Danksagung

XII. DANKSAGUNG

Mein besonderer Dank gilt Prof. Dr. Mathias Ritzmann für die Bereitstellung

dieses interessanten Themas. Sie waren jederzeit ein ausgezeichneter Doktorvater

und ein hervorragender Chef in der Klinik für Schweine.

Ich freue mich auf zwei wunderbare und lehrreiche Jahre an der Klinik für

Schweine zurückschauen zu dürfen. Ein ganz besonderes Dankeschön richte ich

an meine beiden Betreuerinnen Dr. Nicole Übel und Dr. Susanne Zöls, die mich

stets unterstützt haben und jederzeit Rat wussten. Vielen Dank für eure guten

Anregungen, unermüdlichen Korrekturen und die Lösung sämtlicher

Computerprobleme. Liebe Dr. Jasmin Stark und Dr. Regina Hausleitner

Dankeschön für das gemeinsame Zähmen des Elecsys und vielen Dank an Dr.

Julia Stadler und Dr. Matthias Eddicks für die Beantwortung aller fachlichen

Fragen und euren umfassenden Rat.

Den besten Mitdoktoranden, auch den bereits Ausgeschiedenen, möchte ich

besonders danken. Ohne euch und die Rotationsstudenten, denen ich an dieser

Stelle ebenfalls herzlich danke, wäre diese Arbeit nicht möglich gewesen. Wir

Doktoranden waren eine super Truppe. Es hat wahnsinnig viel Spaß gemacht mit

euch so viele lehrreiche und lustige Tage und Ausfahrten zu verbringen sowie in

unangenehmeren Situationen Aufbau und Halt zu spüren. Außerdem konnte ich

mein Schweinemast- und Grillwissen erweitern!

Ich danke vielmals auch Konrad und allen anderen Mitarbeitern des

Versuchsgutes Thalhausen für die unkomplizierte und hilfsbereite

Zusammenarbeit sowie Frau Dr. Sauter-Louis und Herrn Dr. Reese für die

wertvolle statistische Beratung.

Gedankt sei auch Frau Dr. Pausenberger für ihre Impulse zur Durchführung und

ihre wertvollen Anregungen vor allem zu Beginn dieser Arbeit.

Ebenso danke ich Herrn Dr. Otten und seinem Laborteam vom FBN Dummerstorf

für die hilfreiche Beratung, die gute Zusammenarbeit und das Auswerten der

Katecholaminproben.

Dr. Matthias Huber und der gesamten Praxis danke ich für die Unterstützung und

das große Verständnis von zum Teil recht kurzfristigen Planänderungen.

Bedanken möchte ich mich auch für die ideelle und finanzielle Unterstützung

durch die Promotionsförderung des Cusanuswerkes, die entscheidend zum Erfolg

dieser Arbeit beigetragen und mich persönlich weitergebracht hat.

Meinen Freunden aus München und daheim, die mich zum Teil auch aus

Hamburg unterstützen, meinen Mitbewohnern der alten und neuen WG sowie

meinen Studienfreundinnen, Lisa mit dir hatte ich das Glück auch noch die

Promotion gemeinsam zu bestreiten, danke ich ganz besonders. Vielen Dank für

eure Freundschaft, ihr seid immer für mich da, hört zu und habt mich stets er- und

aufgemuntert!

Meiner Familie, die mir diesen Weg ermöglicht und mich in jeder Hinsicht

gefördert hat (angefangen bei Care Paketen im Studium) danke ich von Herzen.

Danke für eure bedingungslose Unterstützung und, dass ihr mir immer die

Sicherheit vermittelt, dass ich mich auf euch verlassen kann!

Stress- und Schmerzbelastung des Schweines bei … · Ablauf der Cortisoluntersuchungen.....32 7....

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